[發明專利]碳納米管改性阻燃性水性聚氨酯涂料與膠黏劑的制備方法

有效

• 申請號: 202110669677.4
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN113462274B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 段寶榮;王全杰;王輝強;唐志海;王琦研;王雪;刁屾;仇同濟
• 申請（專利權）人: 煙臺大學
• 主分類號: C09D175/08
• 分類號: C09D175/08;C09D175/06;C09D129/04;C09D5/18;C09D7/61;C09D7/62;C09D7/63;C09D7/65;C09J175/08;C09J175/06;C09J129/04;C09J11/04;C09J11/06;C09J11/
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 馬國冉

1.碳納米管改性阻燃性水性聚氨酯涂料或膠粘劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）、制備改性導熱填料，室溫下將質量比為1：（2～4）：（1～2）：（0.5～0.8）的偶聯劑、去離子水、單寧酸、氮化硼納米片混合并水解30～40min，得水解產物A；將所得水解產物A加入80～90℃的高速混合機中繼續混合30～40min，冷卻出料、真空干燥，制得改性導熱填料；

（2）、制備A組分，將聚合物多元醇和改性導熱填料按照質量比(4～5):1混合，先超聲1~2.5h再在100~110℃下減壓脫水1~2h，制得A組分；

（3）、制備涂料與膠粘劑:于50~60℃下將A組分、異氰酸酯和二月桂酸二丁基錫按照質量比（2.5~3.0）：1：0.02在60~80r/min的轉速下反應40~50min，再升溫至75~85℃繼續反應1~3h，加入改性劑0.1~0.2倍、多元醇擴鏈劑0.21~0.32倍、交聯劑0.02~0.04倍、填料聚合鏈0.02~0.05倍和水1.2倍在80~90℃繼續反應1~2h，制得聚氨酯A，在所得聚氨酯A中再加入增粘劑0.04~0.06倍，混合均勻后制得聚氨酯乳液，則為碳納米管改性阻燃性聚氨酯涂料或膠粘劑；

所加入改性劑、多元醇擴鏈劑、交聯劑、填料聚合鏈和水的倍數均以異氰酸酯的重量為基準；

所述改性劑的制備方法：將羥基化碳納米管0.1g、聚乙烯醇 20~30g、兒茶素為4g-60g中加入水70—80g，于60~80℃下攪拌反應1-3h，再加入丁內酯2~3g、1,2-二溴丙烷0.4~0.6g和5g丙酮，于40~60℃下攪拌反應1-2h,噴霧干燥，得改性劑；

所述羥基化碳納米管的制備方法為：取1.1~1.5g碳納米管和280~320 mL濃硫酸和濃硝酸體積比為2：1的混酸加入到500 mL燒瓶中，反應溫度為65~75℃，在超聲功率為200W、超聲頻率為40KHz的超聲波清洗器中冷凝回流2~4 h；然后轉移到燒杯中用250g去離子水稀釋，用直徑為0.2 μm的微孔濾膜抽濾，去離子水反復洗滌直至中性；最后將抽濾后的碳納米管在105℃下烘干，研磨至粉末狀備用，即得羥基化碳納米管；所述的碳納米管為化學氣相沉積法生產的單壁碳納米管，直徑2nm，管長100μm，純度99.5wt%，無定形碳雜5%，灰份雜質3wt%，比表面積700m² /g；

所述填料聚合鏈的制備方法包括以下步驟：

（1）、將納米碳化硅9-16g在105℃下真空干燥，將納米碳化硅分散于N,N-二甲基甲酰胺40g中30~60℃下超聲分散30~45min，制得溶液A；

（2）、將二苯基甲烷二異氰酸酯20-24g、聚乳酸16-20g溶于N,N-二甲基甲酰胺40g中，制得溶液B，

（3）、將納米銀、1,5-萘二磺酸、5-羥甲基糠醛按照1：20：50~80比例于50~70℃下攪拌1~2h，制得溶液C，所述納米銀重量是納米碳化硅重量的1/100；

（4）、將溶液B逐滴滴加到溶液A，再往溶液A中加入溶液C，50~60℃下攪拌反應2～3h，制得填料聚合鏈；所述偶聯劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷和單烷氧基鈦酸酯偶聯劑中的一種或兩種；

所述聚合物多元醇為聚四氫呋喃醚二醇和聚碳酸酯二醇的任意一種；

所述多元醇型擴鏈劑為新戊二醇、一縮二乙二醇、1,4-丁二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇和聚己二酸己二醇酯二醇中的一種或幾種；

所述異氰酸酯為TDI、MDI和PAPI中的一種或幾種；

所述交聯劑為環氧丙烷聚醚三元醇或者CX-100交聯劑；

所述增粘劑為松香樹脂、氫化松香樹脂、萜烯樹脂和C5石油樹脂中的一種或幾種。