碳纳米管改性聚氨酯界面剂及其制备方法和使用方法技术

本发明专利技术涉及聚氨酯界面剂技术领域，具体涉及一种碳纳米管改性聚氨酯界面剂及其制备方法和使用方法。本发明专利技术所述的碳纳米管改性聚氨酯界面剂，包括以下重量百分含量的原料：聚醚多元醇40‑50％、异氰酸酯20‑30％、填料9‑30％、消泡1‑2％、改性碳纳米管0.5‑1％、颜料5‑10％、分散剂1‑2％、催化剂0.5‑1％。本发明专利技术所述的聚氨酯界面剂，解决了弹性层与水性面漆层的脱层现象，增强了弹性层与水性面漆层的粘合力，使产品具备更佳的长期使用性；本发明专利技术还提供其制备方法和使用方法。

Carbon nanotubes modified polyurethane interfacial agent and its preparation method and application method

The invention relates to the technical field of polyurethane interfacial agent, in particular to a carbon nanotube modified polyurethane interfacial agent, a preparation method and a use method thereof. The carbon nanotube modified polyurethane interfacial agent of the invention comprises the following raw materials: polyether polyol 40 50%, isocyanate 20 30%, filler 9 30%, defoaming 1 2%, modified carbon nanotube 0.5 1%, pigment 5 10%, dispersant 1 2%, catalyst 0.5 1%. The polyurethane interfacial agent of the invention solves the delamination phenomenon between the elastic layer and the water-based topcoat layer, enhances the adhesion between the elastic layer and the water-based topcoat layer, and enables the product to have better long-term usability; the invention also provides a preparation method and a use method thereof.

【技术实现步骤摘要】
碳纳米管改性聚氨酯界面剂及其制备方法和使用方法
本专利技术涉及聚氨酯界面剂
，具体涉及一种碳纳米管改性聚氨酯界面剂及其制备方法和使用方法。
技术介绍
聚氨酯水性面漆以其优良环保性而被广泛应用于室内环保地面铺设和户外的硬地球场铺设，尤其是学校、小区等的户外篮球场、羽毛球场等，也应用于工厂、停车场等等领域。目前，在进行聚氨酯铺装材料的施工时，一般直接在弹性体表面施工水性面漆，对水性面漆的粘结力有很高的要求。然而，水性面漆的耐水性不佳，且容易出现粘结力差导致的脱层现象，直接影响场地的使用年限。因此，研发一种对弹性层粘结力好且对水性面漆层粘结力好的高性能界面剂具有很大的实用性和必要性。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种碳纳米管改性聚氨酯界面剂，解决了弹性层与水性面漆层的脱层现象，增强了弹性层与水性面漆层的粘合力，使产品具备更佳的长期使用性；本专利技术还提供其制备方法和使用方法。本专利技术所述的碳纳米管改性聚氨酯界面剂，为一种单组份聚氨酯预聚体，主体成分由聚醚多元醇异氰酸酯反应制得，包括以下重量百分含量的原料：所述聚醚多元醇为数均分子量3000-6000、官能度2-3的聚醚多元醇，优选聚醚多元醇牌号为VOANOLNF-927、VOANOLCP-6001、VOANOL3010，生产厂家为美国陶氏化学公司。所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，优选44C，生产厂家为烟台万华化学集团股份有限公司。所述填料为目数400-1000的滑石粉，优选河北灵寿县盛乾矿产品加工厂的滑石粉。所述消泡剂为有机硅类消泡剂，优选有机硅消泡剂RJ-4040，生产厂家为杭州瑞江新材料技术有限公司。所述颜料为彩绿或氧化铁绿，优选氧化铁绿5605，生产厂家为河北灵寿县冀路矿产品加工厂。所述分散剂为阴离子型润湿分散剂，活性原料为改性聚酯，优选分散剂YCK-2330，生产厂家为上海毅克化学有限公司。所述催化剂为无溶剂有机铋催化剂，优选催化剂Kat24、Kat22、Kat0243，生产厂家为深圳市金晟楠化工材料有限公司。所述改性碳纳米管为经过偶联化处理的管径20-40nm，管长5-15μm的工业级碳纳米管，优选深圳纳米港有限公司生产的工业级碳纳米管。所述改性碳纳米管的制备方法，步骤如下：将碳纳米管置于浓硝酸中，20-30℃温度下浸泡5-6h，取出清洗至中性；再置于硅烷偶联剂中，50-70℃温度下搅拌1-2h，清洗并干燥，即得改性碳纳米管。其中，硅烷偶联剂优选为硅烷偶联剂KH-550、KH-560或KH-570。本专利技术所述的碳纳米管改性聚氨酯界面剂的制备方法，步骤如下：将聚醚多元醇、填料、颜料和分散剂投入反应釜中混合，以800-1000r/min转速搅拌10-15min，加入异氰酸酯，以800-1000r/min转速继续搅拌，在75-85℃温度下反应2-3h，取样检测-NCO含量合格后，降温到60-65℃，再加入改性碳纳米管，以800-1000r/min转速搅拌15-20min，最后加入催化剂、消泡剂，以1500-1800r/min转速搅拌15-20min，即得碳纳米管改性聚氨酯界面剂。本专利技术所述的碳纳米管改性聚氨酯界面剂的使用方法为：施工时，将碳纳米管改性聚氨酯界面剂滚涂或喷涂在弹性层基础面上，固化后即可施工水性面漆。在施工时，将碳纳米管改性聚氨酯界面剂滚涂或喷涂在弹性层基础面上，聚氨酯界面剂在固化时与弹性层表面剩余的羟基反应形成较强的化学键力，从而可形成较强的粘结力；固化后界面剂层表面也会剩余一部分羟基，与水性面漆发生反应形成较强的化学键力，从而使水性面漆层和弹性层之间形成较强的粘结力，解决了弹性层上直接施工水性面漆容易脱层的问题。现有技术中，都采用无界面剂模式，直接在弹性层表面施工水性面漆，两者之间的作用力绝大部分属于分子间作用力，如范德华力、极性作用等等弱相互作用，其作用力远小于化学键力，因此水性面漆容易与弹性层脱层，而本专利技术解决了上述问题。碳纳米管进行偶联化处理后，与聚氨酯中的氧原子起键合作用，提高分子键合力，同时，碳纳米管通过分散剂均匀地分布在高分子链的空隙中，能够增强材料的强度、韧性和延展性；另外，碳纳米管的量子尺寸和宏观量子隧道效应使其产生淤渗作用，可以深入到聚氨酯分子链的不饱和键附近，并和不饱和键的电子云发生作用，从而改善聚氨酯材料的热稳定性、光稳定性和化学稳定性，达到提高产品的老化性能的目的。在聚氨酯界面剂产品的实际应用中，根据原料组分中聚醚多元醇的种类选择和用量变化，产品硬度、粘度和耐磨性都会受影响。使实际施工时，可根据场地弹性层具体情况，在上述公开范围内合理选择具体的聚醚多元醇种类和用量，以获得最佳的施工效果。与现有技术相比，本专利技术有以下有益效果：(1)所述的聚氨酯界面剂在生产和使用时不添加溶剂，通过配方设计，合理的聚醚多元醇和异氰酸酯的选择和搭配，制备出环保无味的材料，适用于不同场地需求；(2)所述的聚氨酯界面剂对弹性层和水性面漆层均有较强的粘结力，通过预聚物的异氰酸酯含量设计和碳纳米管的引入使得材料具备优异的附着力，解决了弹性层直接施工水性面漆易脱层的问题；(3)本专利技术在聚氨酯界面剂中加入改性碳纳米管，使材料中具有高强度碳-碳σ键的均匀分布，改善了材料骨架结构，从而提高材料拉伸强度、韧性、耐老化性等物理性能，使产品具备更佳的长期使用性。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术的保护范围不仅限于此。实施例1(1)制备改性碳纳米管：将碳纳米管置于浓硝酸中，30℃温度下浸泡6h，取出清洗至中性；再置于硅烷偶联剂KH-560中，60℃温度下搅拌2h，清洗并干燥，即得改性碳纳米管。(2)制备聚氨酯界面剂：将40kg聚醚多元醇VOANOLCP-6001、30kg400目滑石粉、5kg氧化铁绿5605和1kg分散剂YCK-2330投入反应釜中混合，以800r/min转速搅拌10min，加入20kg44C，以800r/min转速继续搅拌，在75℃温度下反应2h，取样检测-NCO含量(6.125wt％)合格后，降温到65℃，再加入1kg改性碳纳米管，以800r/min转速搅拌15min，最后加入1kg有机铋催化剂Kat22、2kg消泡剂RJ-4040，以1800r/min转速搅拌20min，即得碳纳米管改性聚氨酯界面剂。(3)施工：将碳纳米管改性聚氨酯界面剂滚涂在PU型弹性层基础面上，固化后施工丙烯酸型水性面漆。实施例2(1)制备改性碳纳米管：将碳纳米管置于浓硝酸中，20℃温度下浸泡6h，取出清洗至中性；再置于硅烷偶联剂KH-550中，50℃温度下搅拌2h，清洗并干燥，即得改性碳纳米管。(2)制备聚氨酯界面剂：将50kg聚醚多元醇VOANOL3010、9kg600目滑石粉、5kg彩绿和2kg分散剂YCK-2330投入反应釜中混合，以1000r/min转速搅拌15min，加入30kg44C，以1000r/min转速继续搅拌，在85℃温度下反应2.5h，取样检测-NCO含量(8.313wt％)合格后，降温到60℃，再加入1kg改性碳纳米管，以1000r/min转速搅拌15min，最后加入1kg有机铋催化剂Kat24、2kg消泡剂RJ-4040，以1500r/min转速搅拌15min，即得碳纳米管改性聚氨酯界本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纳米管改性聚氨酯界面剂，其特征在于：包括以下重量百分含量的原料：

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管改性聚氨酯界面剂，其特征在于：包括以下重量百分含量的原料：所述聚醚多元醇为数均分子量3000-6000、官能度2-3的聚醚多元醇。2.根据权利要求1所述的碳纳米管改性聚氨酯界面剂，其特征在于：异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。3.根据权利要求1所述的碳纳米管改性聚氨酯界面剂，其特征在于：填料为目数400-1000的滑石粉。4.根据权利要求1所述的碳纳米管改性聚氨酯界面剂，其特征在于：消泡剂为有机硅类消泡剂。5.根据权利要求1所述的碳纳米管改性聚氨酯界面剂，其特征在于：改性碳纳米管为经过偶联化处理的管径20-40nm，管长5-15μm的工业级碳纳米管。6.根据权利要求1所述的碳纳米管改性聚氨酯界面剂，其特征在于：颜料为彩绿或氧化铁绿。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁玲，申建洲，徐西腾，王树东，
申请(专利权)人：山东一诺威体育产业有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37