[發明專利]一種改性聚脲涂料

有效

• 申請號: 201910238123.1
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN109897512B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 柳美華;尹園;鄭春柏;魏巍;張依帆;鄧鵬飏
• 申請（專利權）人: 浙江中科應化科技有限公司
• 主分類號: C09D175/02
• 分類號: C09D175/02;C09D7/62
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張雪嬌;趙青朵

本發明提供了一種改性聚脲涂料，包括甲組分與乙組分；所述甲組分為二異氰酸酯類化合物與低聚物二元醇反應形成的預聚物；所述乙組分為氨基改性石墨烯。與現有技術相比，本發明通過對接枝鏈上碳鏈的長度進行控制，進而實現了氨基改性石墨烯材料的液態化和高流動性，進而保證了其在溶劑和復合材料基體中的單層分散；同時本發明將氨基改性石墨烯作為乙組分添加到聚脲體系中，既可以起到擴鏈和交聯的作用，又可以顯著提高改性聚脲涂料的力學及熱學性能。

技術領域

本發明屬于聚脲涂料技術領域，尤其涉及一種改性聚脲涂料。

背景技術

聚脲是在聚氨酯基礎上發展起來的，由氨基化合物和異氰酸酯反應生成的化學結構上帶有脲基(-NH-C(＝O)-NH-)的一類化合物。由于端氨基中活潑氫與異氰酸酯的反應活性高，反應速率快，因此聚脲的固化速度要明顯快于聚氨酯，且其固化過程受水分的影響非常小，某些配方的聚脲材料在施工過程中可實現步行固化，且幾乎不受周圍環境影響。另外，聚脲材料還具有良好的力學、防腐和耐熱性能。作為涂料使用時，聚脲材料無論是在施工過程中還是使用過程中均具有良好的性能，目前已被廣泛應用于娛樂設施、高鐵、橋梁、海工裝備的防水和重型防腐。

盡管聚脲涂料具有良好的性能，但是面對某些過于苛責的使用要求，如耐高溫、超耐磨要求時，普通的聚脲涂料無法滿足要求，需要對其進行改性，進一步提高相關的性能。

利用納米材料改性是提高涂層材料性能的常規手段，在聚脲涂料的制備中也有一定的應用。其中，作為特殊的具有單層結構的碳材料，石墨烯具有超大比表面積和極其優異的導熱、導電、強度、韌性等性能。但是在實際應用過程中，無論是獨立使用還是與其它材料復合，石墨烯所面臨的關鍵問題之一就是分散。由于石墨烯片層間具有強烈的π-π相互作用，石墨烯片層極容易發生不可逆的團聚現象，在石墨烯改性材料中，石墨烯無法以單層狀態分散于基體材料中，甚至出現明顯的集聚，使得材料無法達到預期的改性效果。

發明內容

有鑒于此，本發明所要解決的技術問題在于提供一種具有較好力學及熱學性能的改性聚脲涂料。

本發明提供了一種改性聚脲涂料，包括甲組分與乙組分；

所述甲組分為二異氰酸酯類化合物與低聚物二元醇反應形成的預聚物；

所述乙組分為氨基改性石墨烯；

所述氨基改性石墨烯按照以下步驟制備：

S1)將氧化石墨烯分散于四氫呋喃中，得到氧化石墨烯膠體溶液；

S2)將所述氧化石墨烯膠體溶液與酸酐類化合物混合，輻照，得到改性的氧化石墨烯；所述酸酐類化合物包含二甲酸酐結構或靛紅酸酐結構；

S3)將所述改性的氧化石墨烯經水解后，得到羧基改性石墨烯；

S4)將所述羧基改性石墨烯與式(I)所示的化合物在保護氣氛中反應后，得到第一中間產物；

其中，n為2～10的整數，X為鹵素；

S5)將所述第一中間產物與無機疊氮化合物進行反應，得到第二中間產物；

S6)將所述第二中間產物中的疊氮基團還原，得到氨基改性石墨烯。

優選的，所述二異氰酸酯類化合物選自甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯與賴氨酸二異氰酸酯中的一種或多種；所述低聚物二元醇選自聚己內酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚氧化丙烯二醇與聚四氫呋喃二醇中的一種或多種；所述二異氰酸酯類化合物與低聚物二元醇的摩爾比為(1～1.2)：1。

優選的，所述甲組分與乙組分的質量比為100：(5～30)。