[发明专利]一种石墨烯改性水性聚氨酯的制备方法

摘要

本发明涉及新材料领域，特别涉及功能高分子材料的制备及应用技术领域，公开了一种石墨烯改性水性聚氨酯的制备方法，本发明方法先对石墨烯进行偶联剂修饰，然后与水性聚氨酯共混，实现良好的分散，同时采用二次扩链方式，引入网络互穿结构；该方法制备的树脂成膜后具有优异的硬度、柔韧性、致密性、耐冲击性、抗腐蚀性、耐水性、耐老化、耐污性等，可应用于汽车涂装、木器漆、建筑、办公家具、皮革等领域。

主权项

1.一种石墨烯改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将大分子多元醇加入反应容器中，在95‑105℃减压蒸馏30‑60分钟，直至含水量低于0.5%，降温至55‑65℃，加入多异氰酸酯、催化剂，升温至70‑90℃，反应2‑4小时；（2）降温至55‑65℃，加入小分子醇类扩链剂和小分子亲水扩链剂，升温至70‑90℃反应2‑4小时；（3）降温至40‑60℃，并加入溶剂降粘后，加入成盐剂，反应15‑30分钟，得到水性聚氨酯的预聚体；水性聚氨酯预聚体中各组分的质量分数为：大分子多元醇40‑60%；多异氰酸酯20‑40%；催化剂0.2‑0.5%；小分子醇类扩链剂2‑5%；小分子亲水扩链剂2‑8%；溶剂10‑20%；成盐剂2‑5%；（4）将石墨烯用异丙醇稀释，然后与硅烷偶联剂进行混合，常温搅拌反应25‑35分钟，得到硅烷偶联剂修饰的石墨烯；异丙醇用量为石墨烯的10‑20wt%；硅烷偶联剂用量为石墨烯的10‑40wt%；（5）将水性聚氨酯的预聚体、酚氧树脂加入到硅烷偶联剂修饰的石墨烯中，并加入去离子水和小分子胺类扩链剂，常温下经高速剪切乳化分散15‑30分钟，减压蒸馏除去溶剂，即得到石墨烯改性水性聚氨酯；石墨烯用量为水性聚氨酯预聚体的5‑20wt%；去离子水的用量为水性聚氨酯预聚体的20‑80wt%；小分子胺类扩链剂的用量为水性聚氨酯预聚体的2‑5wt%；酚氧树脂的添加量为水性聚氨酯预聚体的4‑6wt%。