[发明专利]一种石墨烯-氟改性聚氨酯树脂水性功能涂料

摘要

本发明涉及一种石墨烯‑氟改性聚氨酯水性功能涂料，其成分由石墨烯‑氟改性水性聚氨酯树脂、丙二醇单丁醚、流平剂、去离子水、分散剂、成膜助剂、消泡剂、防水剂、润湿剂组成；其中，所述的石墨烯‑氟改性水性聚氨酯树脂由多异氰酸酯、多元醇、多元胺类扩链剂、低聚物多元醇、二羟甲基丙酸、石墨烯、羟基丙烯酸、氟烯类单体、丙烯酸类单体、中和剂、去离子水通过反应制得；本发明制得的一种石墨烯‑氟改性聚氨酯水性功能涂料，具有涂膜机械强度高，表面张力低具有良好自洁性，优异的防污防腐性、抗静电性等特点；是用于水泥混凝土、金属、木材等的基材的水性功能防护涂料。

主权项

1.一种石墨烯‑氟改性聚氨酯树脂水性功能涂料，其特征在于：所述石墨烯‑氟改性聚氨酯树脂水性功能涂料，按重量份计，其组成为：石墨烯‑氟改性水性聚氨酯树脂60.0～80.0份、丙二醇单丁醚3.0～8.0份、流平剂0.5～1.5份、分散剂0.5～1.0份、成膜助剂0～10.0份、消泡剂0.5～1.0份、防闪锈剂0.5～2.0份、润湿剂0.2～0.6份、去离子水10.0～26.0份；其中，所述石墨烯‑氟改性水性聚氨酯树脂，其制备步骤如下：a)、在装有温度计、冷凝管、搅拌器的四口反应器中，依次加入多元醇、低聚物多元醇、石墨烯、二羟甲基丙酸，加热升温至95～110℃下真空脱水1.5～2.0h；b)、降温至60～70℃下滴加多异氰酸酯，在0.5～1h内滴加完毕；然后滴加二月桂酸二丁基锡，升温至80～82℃反应2～2.5h，视体系粘度补加丙酮；降温至65℃，滴加羟基丙烯酸，继续反应1～2h，测定NCO值，当测定的NCO值与理论设计值接近时终止反应；c)、将温度降至40℃以下，在搅拌下缓慢滴加中和剂，搅拌反应10～20min；加入去离子水，继续搅拌15min后加入多元胺类扩链剂，高速搅拌1h，然后低速搅拌0.5h，减压下蒸脱丙酮，过滤，得石墨烯改性聚氨酯预聚物；d)、在带有搅拌、滴液装置的反应器中，加入自由基聚合的丙烯酸类单体、氟烯类单体和偶氮二异丁腈，搅拌均匀，得单体混合物；e)、将石墨烯改性聚氨酯预聚物加入反应器中，升温至80～82℃，在搅拌下，匀速滴加单体混合物，滴加时间为3～5h，滴加完毕继续升温至85℃，保温反应1h，降温40℃，过滤，得所述的石墨烯‑氟改性水性聚氨酯树脂；按重量份计，各原料成分为：多异氰酸酯8.0～22.0份多元醇2.0～5.0份多元胺类扩链剂0.5～2.0份低聚物多元醇4.0～12.0份二羟甲基丙酸1.5～3.5份二月桂酸二丁基锡0.01～0.1份偶氮二异丁腈0.05～0.2份石墨烯0.1～1.5份丙酮3.0～8.0份羟基丙烯酸2.0～5.0份氟烯类单体2.0～6.0份丙烯酸类单体3.0～8.0份中和剂1.0～2.5份去离子水40.0～68.0份；其中，所述多元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇、二缩二乙二醇、一缩二丙二醇、2‑丁基‑2‑乙基‑1,3‑丙二醇、2,4‑二乙基‑1,5‑戊二醇、2‑乙基‑1,3‑己二醇、三羟甲基丙烷、甘油、三羟甲基乙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇中的一种或几种的组合；所述低聚物多元醇为聚四氢呋喃多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚环氧乙烷多元醇、聚醚二元醇、聚环氧丙烷多元醇中的一种或几种的组合；所述低聚物多元醇的分子量为1000～4000；所述石墨烯为Hummers法、Staudenmaier法、Brodie法制备的羟基氧化石墨烯；所述氟烯类单体为丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟异丙酯、甲基丙烯酸六氟异丙酯、丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸八氟戊酯、全氟己基乙基丙烯酸酯、全氟己基乙基甲基丙烯酸酯、全氟辛基乙基丙烯酸酯、全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯中的一种或几种的组合；所述羟基丙烯酸为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯中的一种或几种的组合；所述丙烯酸类单体为丙烯酸甲酯、2‑甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、2‑丙基庚基丙烯酸酯、甲基丙烯酸月桂醇酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、丙烯酸四氢糠醇酯、甲基丙烯酸四氢糠醇酯中的一种或几种的组合。