石墨烯改性阻燃、抗菌性水性聚氨酯涂料的制备方法技术

本发明专利技术公开了石墨烯改性阻燃、抗菌性水性聚氨酯涂料，在装有搅拌浆、温度计、冷凝管的500ml的四口烧瓶中，将催化剂0.8g、聚四氢呋喃醚二醇90g与异佛尔酮二异氰酸酯70g混合，于80℃下反应1h，加入步骤（3）改性石墨烯0.05g，反应时间2h，反应温度70℃，得到聚氨酯预聚体A；向预聚体A加入的间氨基苯磺酸1.6g和丙酮20g，于75℃条件下反应2h，加入2,4,6‑三羟基苯甲酸1.8g，反应温度80℃，反应时间1h，加入三乙胺15g进行中和反应30min，加水150g搅拌进行乳化，得到石墨烯改性阻燃、抗菌性水性聚氨酯涂料，所制备的聚氨酯环保、价格低廉，广泛应用于墙体、家具、金属器具表面，作为塑料、玻璃、造纸、纺织的粘合剂。

Method for preparing graphite modified flame-retardant and antibacterial waterborne polyurethane coating

The invention discloses a graphene modified flame retardant and antibacterial waterborne polyurethane coatings, equipped with stirrer, thermometer, condensing tube four 500ml mouth flask, the catalyst 0.8g, polytetramethylene ether glycol 90g and isophorone diisocyanate 70g mixture at 80 DEG C under the reaction of 1H (3), adding a step change graphene 0.05g, reaction time 2h, reaction temperature is 70 DEG C, polyurethane prepolymer A prepolymer; to add A m-aminobenzenesulfonic acid 1.6g and acetone 20g, 75 DEG C to react under the condition of 2h, adding 2,4,6 three hydroxy benzoic acid 1.8g, reaction temperature 80 C, reaction time 1H, adding three 15g triethylamine for neutralization reaction 30min, 150g water emulsion mixing, graphene modified flame retardant and antibacterial waterborne polyurethane coatings, prepared by polyurethane environmental protection, low price, widely used in the wall, furniture, metal The surface of an appliance, as a binder for plastics, glass, paper, and textile.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水性水性聚氨酯涂料的制备方法，特别涉及石墨烯改性阻燃、抗菌性水性聚氨酯涂料的制备方法。
技术介绍
聚氨酯主要应用于皮革涂饰、纺织印染、造纸业、建筑涂料以及胶粘剂等领域。聚氨酯进行聚合常采用二月桂酸二丁基锡做催化剂，但由于重金属锡随着聚氨酯的降解而对环境造成危害，如何替代二月桂酸二丁基锡，降低聚氨酯涂料残余物对环境的危害程度，已经成为一个技术难题。申请人以前的专利中已经筛选了部分催化剂。随着高分子材料工业的迅速发展，聚氨酯以其卓越的性能和低廉的价格广泛应用于皮革涂饰、纺织印染、造纸业、建筑涂料以及胶粘剂，但高分子在使用和存放过程中，在适宜的温度和湿度条件下极易生长和繁殖细菌，严重危险了产品的使用性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种石墨烯改性水性聚氨酯涂料与粘合剂的方法，通过石墨烯对水性聚氨酯涂料进行改性，提高水性聚氨酯的阻燃性和抗菌性，并降低聚氨酯的毒性。1.石墨烯改性阻燃、抗菌性水性聚氨酯涂料的制备方法，特征在于：（1）催化剂的制备：将 3.2g的3-羟基-7-甲氧基-2-萘甲酸、6.2g三乙基铝、三异丁基铝1.6g、乙醇铝0.5g和马来酸酐5.3g加入到 30mL 甲乙酮、2mL 对甲苯磺酰氯，90℃反应3h。蒸除大部分溶剂后冷却过滤，滤饼用热碳酸氢钾溶液洗涤，水洗至中性，干燥，用四氢呋喃与甲醇、丙酮混合重结晶，得粉末催化剂，收率70％；（2）抗菌剂的制备将壳聚糖20g用120g的水溶胀，过滤后得到溶胀液；在90℃下，将单硬脂酸甘油酯12g、薄荷6g和尼泊金乙酯45g用乙醇溶解后，再加入甘油12g混匀，制成有机相；在搅拌下，将有机相加入溶胀液中，充分混匀后得到混合液；将三乙醇胺52g用水12g溶解，再加入质量分数为5% 的硝酸银溶液20g和6.2g富马酸亚铁，最后在搅拌下缓慢加入混合液，充分混匀后得到棕色乳膏。（3）改性石墨烯的制备将石墨烯0.1g片材加入到浓硫酸350ml、4-硼酸三苯胺0.4g和3 ,4 ,5 -三氟苯硼酸0.3g中混合，反应温度为70℃，在超声功率为500W、超声频率为80KHz的超声波清洗器中冷凝回流3h，超声后用400mL去离子水稀释，然后用直径为0.2μm的微孔滤膜抽滤，去离子水反复洗涤直至中性，最后在80℃下烘12h，研磨至微细粉末状，即得改性石墨烯，石墨烯为化学气相沉积法生产的石墨烯片材，长度0.1 ~10μm，宽度0.1~10μm，厚度1 ~ 10 nm，纯度99.5 （wt.）%，比表面积500~2600m2/g；（4）在装有搅拌浆、温度计、冷凝管的500ml的四口烧瓶中，将步骤（1）的催化剂0.8g、聚四氢呋喃醚二醇90g与异佛尔酮二异氰酸酯70g混合，于80℃下反应1h，加入步骤（3）改性石墨烯0.05g，反应时间2h，反应温度70℃，得到聚氨酯预聚体A，所述聚四氢呋喃醚二醇的分子量为1000；（5）向预聚体A加入的间氨基苯磺酸1.6g和丙酮20g，于75℃条件下反应2h，加入2,4,6-三羟基苯甲酸1.8g，反应温度80℃，反应时间1h，加入三乙胺15g进行中和反应30min，加水150g搅拌进行乳化，得到石墨烯改性阻燃、抗菌性水性聚氨酯涂料。2.石墨烯改性阻燃、抗菌性水性聚氨酯涂料的制备方法，特征在于：（1）催化剂的制备：将 3.5g的3-羟基-7-甲氧基-2-萘甲酸、6.7g三乙基铝、三异丁基铝1.9g、乙醇铝2.5g、马来酸酐4.3g和苄基溴0.6g加入到 30mL 甲乙酮、2mL 对甲苯磺酰氯中，80℃反应3h。蒸除大部分溶剂后冷却过滤，滤饼用热碳酸氢钾溶液洗涤，水洗至中性，干燥，用四氢呋喃与甲醇、丙酮混合重结晶，得粉末催化剂，收率70％；（2）抗菌剂的制备将壳聚糖20g用120g的水溶胀，过滤后得到溶胀液；在90℃下，将单硬脂酸甘油酯12g、薄荷6g和尼泊金乙酯45g用乙醇溶解后，再加入甘油12g混匀，制成有机相；在搅拌下，将有机相加入溶胀液中，充分混匀后得到混合液；将三乙醇胺52g用水12g溶解，再加入质量分数为5% 的硝酸银溶液20g和6.2g的3-硝基丙酸，最后在搅拌下缓慢加入混合液，充分混匀后得到棕色乳膏。（3）改性石墨烯的制备将石墨烯0.2g片材加入到浓硝酸400ml、4-硼酸三苯胺0.4g和3 ,4 ,5 -三氟苯硼酸0.3g中混合，反应温度为70℃，在超声功率为500W、超声频率为80KHz的超声波清洗器中冷凝回流3h，超声后用350mL去离子水稀释，然后用直径为0.2μm的微孔滤膜抽滤，去离子水反复洗涤直至中性，最后在90℃下烘8h，研磨至微细粉末状，即得改性石墨烯；石墨烯为化学气相沉积法生产的石墨烯片材，长度0.1 ~10μm，宽度0.1~10μm，厚度1 ~ 10 nm，纯度99.5 （wt.）%，比表面积500~2600m2/g；（4）、在装有搅拌浆、温度计、冷凝管的500ml的四口烧瓶中，将步骤（1）0.8g、聚四氢呋喃醚二醇100g与异佛尔酮二异氰酸酯80g混合，于90℃下反应2h，加入2-磺基苯甲酸酐0.7g和步骤（3）改性石墨烯0.75g，反应时间1h，反应温度80℃，得到聚氨酯预聚体A，聚四氢呋喃醚二醇的分子量为500；（5）、向预聚体A加入氨基磺酸6.55g和丙酮55g，于85℃条件下反应2h，加入的2.2g的2,4,6-三羟基苯甲酸，反应温度75℃，反应时间1h，加入三乙胺25.5g和苯甲酰胺2.5g进行中和反应360min，加水100g进行乳化，得到石墨烯改性阻燃、抗菌性水性聚氨酯涂料。3.石墨烯改性阻燃、抗菌性水性聚氨酯涂料的制备方法，特征在于：（1）催化剂的制备：将 4.2g的3-羟基-7-甲氧基-2-萘甲酸、7.2g三乙基铝、三异丁基铝2.6g、乙醇铝0.8g和马来酸酐6.3g加入到 30mL 甲乙酮和2mL 对甲苯磺酰氯中，100℃反应2h。蒸除大部分溶剂后冷却过滤，滤饼用热碳酸氢钾溶液洗涤，水洗至中性，干燥，用四氢呋喃与甲醇、丙酮混合重结晶，得粉末催化剂，收率70％；（2）抗菌剂的制备将壳聚糖20g用120g的水溶胀，过滤后得到溶胀液；在90℃下，将单硬脂酸甘油酯12g、薄荷6g和尼泊金乙酯45g用乙醇溶解后，再加入甘油12g混匀，制成有机相；在搅拌下，将有机相加入溶胀液中，充分混匀后得到混合液；将三乙醇胺52g用水12g溶解，再加入质量分数为5% 的硝酸银溶液20g和6.2g富马酸亚铁和2,4,6-三硝基苯酚2.5g，最后在搅拌下缓慢加入混合液，充分混匀后得到棕色乳膏。（3）改性石墨烯的制备将石墨烯0.1g片材加入到浓硝酸400ml、4-硼酸三苯胺0.4g和3 ,4 ,5 -三氟苯硼酸0.3g中混合，反应温度为80℃，在超声功率为400W、超声频率为80KHz的超声波清洗器中冷凝回流4.5h，超声后用360mL去离子水稀释，然后用直径为0.2μm的微孔滤膜抽滤，去离子水反复洗涤直至中性，最后在100℃下烘4h，研磨至微细粉末状，即得改性石墨烯，石墨烯为化学气相沉积法生产的石墨烯片材，长度0.1 ~10μm，宽度0.1~10μm，厚度1 ~ 10 nm，纯度99.5 （wt.）%，比表面积500~2600m2/g；（4）在装有搅拌浆、温度计、冷凝管本文档来自技高网...

【技术保护点】
石墨烯改性阻燃、抗菌性水性聚氨酯涂料的制备方法，特征在于：（1）催化剂的制备：将 3.2g的3‑羟基‑7‑甲氧基‑2‑萘甲酸、6.2g三乙基铝、三异丁基铝1.6g、乙醇铝0.5g和马来酸酐5.3g加入到 30mL 甲乙酮、2mL 对甲苯磺酰氯，90℃反应3h，蒸除大部分溶剂后冷却过滤，滤饼用热碳酸氢钾溶液洗涤，水洗至中性，干燥，用四氢呋喃与甲醇、丙酮混合重结晶，得粉末催化剂，收率；（2）抗菌剂的制备将壳聚糖20g用120g的水溶胀，过滤后得到溶胀液；在90℃下，将单硬脂酸甘油酯12g、薄荷6g和尼泊金乙酯45g用乙醇溶解后，再加入甘油12g混匀，制成有机相；在搅拌下，将有机相加入溶胀液中，充分混匀后得到混合液；将三乙醇胺52g用水12g溶解，再加入质量分数为5% 的硝酸银溶液20g和6.2g富马酸亚铁，最后在搅拌下缓慢加入混合液，充分混匀后得到棕色乳膏;（3）改性石墨烯的制备将石墨烯0.1g片材加入到浓硫酸350ml、4‑硼酸三苯胺0.4g和3 ,4 ,5 ‑三氟苯硼酸0.3g中混合，反应温度为70℃，在超声功率为500W、超声频率为80KHz的超声波清洗器中冷凝回流3h，超声后用400mL去离子水稀释，然后用直径为0.2μm的微孔滤膜抽滤，去离子水反复洗涤直至中性，最后在80℃下烘12h，研磨至微细粉末状，即得改性石墨烯，石墨烯为化学气相沉积法生产的石墨烯片材，长度0.1 ~10μm，宽度0.1~10μm，厚度1 ~ 10 nm，纯度99.5 （wt.）%，比表面积500~2600m2/g；（4）在装有搅拌浆、温度计、冷凝管的500ml的四口烧瓶中，将步骤（1）的催化剂0.8g、聚四氢呋喃醚二醇90g与异佛尔酮二异氰酸酯70g混合，于80℃下反应1h，加入步骤（3）改性石墨烯0.05g，反应时间2h，反应温度70℃，得到聚氨酯预聚体A，所述聚四氢呋喃醚二醇的分子量为1000；（5）向预聚体A加入的间氨基苯磺酸1.6g和丙酮20g，于75℃条件下反应2h，加入2,4,6‑三羟基苯甲酸1.8g，反应温度80℃，反应时间1h，加入三乙胺15g进行中和反应30min，加水150g搅拌进行乳化，得到石墨烯改性阻燃、抗菌性水性聚氨酯涂料。...

【技术特征摘要】
1.石墨烯改性阻燃、抗菌性水性聚氨酯涂料的制备方法，特征在于：（1）催化剂的制备：将 3.2g的3-羟基-7-甲氧基-2-萘甲酸、6.2g三乙基铝、三异丁基铝1.6g、乙醇铝0.5g和马来酸酐5.3g加入到 30mL 甲乙酮、2mL 对甲苯磺酰氯，90℃反应3h，蒸除大部分溶剂后冷却过滤，滤饼用热碳酸氢钾溶液洗涤，水洗至中性，干燥，用四氢呋喃与甲醇、丙酮混合重结晶，得粉末催化剂，收率；（2）抗菌剂的制备将壳聚糖20g用120g的水溶胀，过滤后得到溶胀液；在90℃下，将单硬脂酸甘油酯12g、薄荷6g和尼泊金乙酯45g用乙醇溶解后，再加入甘油12g混匀，制成有机相；在搅拌下，将有机相加入溶胀液中，充分混匀后得到混合液；将三乙醇胺52g用水12g溶解，再加入质量分数为5% 的硝酸银溶液20g和6.2g富马酸亚铁，最后在搅拌下缓慢加入混合液，充分混匀后得到棕色乳膏;（3）改性石墨烯的制备将石墨烯0.1g片材加入到浓硫酸350ml、4-硼酸三苯胺0.4g和3 ,4 ,5 -三氟苯硼酸0.3g中混合，反应温度为70℃，在超声功率为500W、超声频率为80KHz的超声波清洗器中冷凝回流3h，超声后用400mL去离子水稀释，然后用直径为0.2μm的微孔滤膜抽滤，去离子水反复洗涤直至中性，最后在80℃下烘12h，研磨至微细粉末状，即得改性石墨烯，石墨烯为化学气相沉积法生产的石墨烯片材，长度0.1 ~10μm，宽度0.1~10μm，厚度1 ~ 10 nm，纯度99.5 （wt.）%，比表面积500~2600m2/g；（4）在装有搅拌浆、温度计、冷凝管的500ml的四口烧瓶中，将步骤（1）的催化剂0.8g、聚四氢呋喃醚二醇90g与异佛尔酮二异氰酸酯70g混合，于80℃下反应1h，加入步骤（3）改性石墨烯0.05g，反应时间2h，反应温度70℃，得到聚氨酯预聚体A，所述聚四氢呋喃醚二醇的分子量为1000；（5）向预聚体A加入的间氨基苯磺酸1.6g和丙酮20g，于75℃条件下反应2h，加入2,4,6-三羟基苯甲酸1.8g，反应温度80℃，反应时间1h，加入三乙胺15g进行中和反应30min，加水150g搅拌进行乳化，得到石墨烯改性阻燃、抗菌性水性聚氨酯涂料。2.石墨烯改性阻燃、抗菌性水性聚氨酯涂料的制备方法，特征在于：（1）催化剂的制备：将 3.5g的3-羟基-7-甲氧基-2-萘甲酸、6.7g三乙基铝、三异丁基铝1.9g、乙醇铝2.5g、马来酸酐4.3g和苄基溴0.6g加入到 30mL 甲乙酮、2mL 对甲苯磺酰氯中，80℃反应3h；蒸除大部分溶剂后冷却过滤，滤饼用热碳酸氢钾溶液洗涤，水洗至中性，干燥，用四氢呋喃与甲醇、丙酮混合重结晶，得粉末催化剂；（2）抗菌剂的制备将壳聚糖20g用120g的水溶胀，过滤后得到溶胀液；在90℃下，将单硬脂酸甘油酯12g、薄荷6g和尼泊金乙酯45g用乙醇溶解后，再加入甘油12g混匀，制成有机相；在搅拌下，将有机相加入溶胀液中，充分混匀后得到混合液；将三乙醇胺52g用水12g溶解，再加入质量分数为5% 的硝酸银溶液20g和6.2g的3-硝基丙酸，最后在搅拌下缓慢加入混合液，充分混匀后得到棕色乳膏;（3）改性石墨烯的制备将石墨烯0.2g片材加入到浓硝酸400ml、4-硼酸三苯胺0.4g和3 ,4 ,5 -三氟苯硼酸0.3g中混合，反应温度为70℃，在超声功率为500W、超声频率为80KHz的超声波清洗器中冷凝回流3h，超声后用350mL去离子水稀释，然后用直径为0.2μm的微孔滤膜抽滤，去离子水反复洗涤直至中性，最后在90℃下烘8h，研磨至微细粉末状，即得改性石墨烯；石墨烯为化学气相沉积法生产的石墨烯片材，长度0.1 ~10μm，宽度0.1~10μm，厚度1 ~ 10 nm，纯度99.5 （wt.）%，比表面积500~2600m2/g；（4）、在装有搅拌浆、温度计、冷凝管的500ml的四口烧瓶中，将步骤（1）0.8g、聚四氢呋喃醚二醇100g与异佛尔酮二异氰酸酯80g混合，于90℃下反应2h，加入2-磺基苯甲酸酐0.7g和步骤（3）改性石墨烯0.75g，反应时间1h，反应温度80℃，得到聚氨酯预聚体A，聚四氢呋喃醚二醇的分子量为500；（5）、向预聚体A加入氨基磺酸6.55g和丙酮55g，于85℃条件下反应2h，加入的2.2g的2,4,6-三羟基苯甲酸，反应温度75℃，反应时间1h，加入三乙胺25.5g和苯甲酰胺2.5g进行中和反应360min，加水100g进行乳化，得到石墨烯改性阻燃、抗菌性水性聚氨酯涂料。3.石墨烯改性阻燃、抗菌性水性聚氨酯涂料的制备方法，特征在于：（1）催化剂的制备：将 4.2g的3-羟基-7-甲氧基-2-萘甲酸、7.2g三乙基铝、三异丁基铝2.6g、乙醇铝0.8g和马来酸酐6.3g加入到 30mL 甲乙酮和2mL 对甲苯磺酰氯中，100℃反应2h；蒸除大部分溶剂后冷却过滤，滤饼用热碳酸氢钾溶液洗涤，水洗至中性，干燥，用四氢呋喃与甲醇、丙酮混合重结晶，得粉末催化剂，收率70％；（2）抗菌剂的制备将壳聚糖20g用120g的水溶胀，过滤后得到溶胀液；在90℃下，将单硬脂酸甘油酯12g、薄荷6g和尼泊金乙酯45g用乙醇溶解后，再加入甘油12g混匀，制成有机相；在搅拌下，将有机相加入溶胀液中，充分混匀后得到混合液；将三乙醇胺52g用水12g溶解，再加入质量分数为5% 的硝酸银溶液20g和6.2g富马酸亚铁和2,4,6-三硝基苯酚2.5g，最后在搅拌下缓慢加入混合液，充分混匀后得到棕色乳膏；（3）改性石墨烯的制备将石墨烯0.1g片材加入到浓硝酸400ml、4-硼酸三苯胺0.4g和3 ,4 ,5 -三氟苯硼酸0.3g中混合，...

【专利技术属性】
技术研发人员：段宝荣，翟智宇，
申请(专利权)人：段宝荣，
类型：发明
国别省市：山东;37