本发明专利技术公开碳纳米管改性的导电阻燃性聚氨酯涂料与胶黏剂制备方法，在二月桂酸二丁基锡存在的条件下，加入聚乙二醇，亲水扩链剂二羟甲基丁酸，酰胺化碳纳米管，在温度50℃的条件下通氮气10min，升温至65~85℃，加入2，4-甲苯二异氰酸酯，保温反应，当NCO基团含量达到6.4%时，加入大分子扩链剂环氧树脂，继续反应1h，然后降温至60℃，加入小分子扩链交联剂三羟甲基丙烷，反应1h，再降温到50℃用三乙胺中和成盐，加去离子水高速搅拌乳化30min，降温后出料，即得碳纳米管改性的导电阻燃性聚氨酯涂料与胶黏剂,制备的涂料与胶黏剂环保，附加值高，广泛应用于墙体、家具、金属器具涂料，作为塑料、玻璃、橡胶、造纸、皮革和纺织的胶黏剂。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开，在二月桂酸二丁基锡存在的条件下，加入聚乙二醇，亲水扩链剂二羟甲基丁酸，酰胺化碳纳米管，在温度50℃的条件下通氮气10min，升温至65~85℃，加入2，4-甲苯二异氰酸酯，保温反应，当NCO基团含量达到6.4%时，加入大分子扩链剂环氧树脂，继续反应1h，然后降温至60℃，加入小分子扩链交联剂三羟甲基丙烷，反应1h，再降温到50℃用三乙胺中和成盐，加去离子水高速搅拌乳化30min，降温后出料，即得碳纳米管改性的导电阻燃性聚氨酯涂料与胶黏剂,制备的涂料与胶黏剂环保，附加值高，广泛应用于墙体、家具、金属器具涂料，作为塑料、玻璃、橡胶、造纸、皮革和纺织的胶黏剂。【专利说明】
本专利技术涉及一种新型的导电阻燃性涂料与胶黏剂，具体涉及一种碳纳米管改性的 导电阻燃型水性聚氨酯涂料与胶黏剂的制备方法。
技术介绍
水性聚氨酯胶粘剂以水作为介质，具有不燃、无毒、无环境污染、节省能源及易加 工等优点。通过离聚体制得的水性聚氨酯胶粘剂分子链中存在库伦力和氢键作用，使其中 胶粘性能等方面可与溶剂型聚氨酯胶粘剂媲美。同时可以通过改性获得各种性能的水性聚 氨酯胶粘剂。 本专利首先用环氧树脂改性，可以提高胶黏剂的耐水性能和粘结强度。然后再合 成过程中引入新型的纳米材料碳纳米管，借助改性后的碳纳米管与聚合物的化学嫁接作用 而形成的亲和作用，充分利用碳纳米管的优良的导电性和化学稳定性能，旨在水性聚氨酯 胶黏剂基质中构建导电网络结构。同时，加入到聚合物中的碳纳米管在聚合物燃烧过程中 形成网络结构的积炭隔热保护层，致密且无裂纹，阻碍了热量传递，从而增强了聚合物的阻 燃性(参考：碳纳米管/聚合物复合体系阻燃性能的研究进展.纺织学报2009, 3 (30): 136-142)。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种高分散性碳纳米管基水性聚氨酯涂料 与胶黏剂的制备方法，提高碳纳米管在聚氨酯乳液中的分散性和增强与聚氨酯基体的界面 结合力，得到高分散性的碳纳米管基水性聚氨酯复合材料，以提高水性聚氨酯涂料与胶黏 剂的导电性和阻燃性。 本专利技术采用的技术方案如下： ，其特征在于制备步骤如 下： (1)制备酰胺化碳纳米管 将一定比例的碳纳米管加入到质子酸中混合，反应温度为5(T70°C，在超声功率为 200W、超声频率为40KHz的超声波清洗器中冷凝回流1?5h，超声后用25(T350mL去离子水稀 释，然后用直径为〇. 2 y m的微孔滤膜抽滤，去离子水反复洗涤直至中性，最后在105°C下烘 12h，研磨至微细粉末状，即得羧基化碳纳米管；其中，每100mL质子酸加入的碳纳米管量为 0. Olg^O. 5g ； 将制得的羧基化碳纳米管加入到5(Tl50mL二甲基甲酰胺溶剂中，加入丙烯酰胺和分 散剂、稳定剂聚乙烯亚胺，在功率为200W、频率为40KHz条件下超声分散1(T60 min，然后置 于60?8(TC恒温水浴中反应48?72h后，分别用25?50mL二甲基甲酰胺溶剂、25?50mL去离子 水洗涤，过滤后在105°C下真空干燥12h，得到酰胺化碳纳米管；其中所述的羧基化碳纳米 管、丙烯酰胺、分散剂吐温20和稳定剂聚乙烯亚胺的用量比例为以下重量份：羧基化碳纳 米管4?30份，丙烯酰胺3(T250份，分散剂15?30份，稳定剂1(T30份； (2)制备碳纳米管改性的导电阻燃性聚氨酯涂料与胶黏剂 在二月桂酸二丁基锡存在的条件下，加入聚乙二醇，亲水扩链剂二羟甲基丁酸，酰胺化 的碳纳米管，在温度50°C的条件下通氮气lOmin，升温至65~85°C，加入2,4-甲苯二异氰酸 酯，当NCO基团含量达到6. 4%时，加入大分子扩链剂环氧树脂，继续反应lh，然后降温至 60°C，加入小分子扩链交联剂三羟甲基丙烷，反应lh，再降温到50°C用三乙胺中和成盐，力口 去离子水中和到pH为7,搅拌乳化30min，降温后出料，即得碳纳米管改性导电阻燃性聚氨 酯涂料与胶黏剂； 其中所用组分的用量比例为以下重量份：聚乙二醇30~50份，2,4_甲苯二异氰酸酯 13?23份，二羟甲基丁酸:T5份，环氧树脂1飞份，三羟甲基丙烷广3份，三乙胺21份，二月 桂酸二丁基锡0. 02?0. 08份，酰胺化碳纳米管0. 01?0. 25份； 碳纳米管为化学气相沉积法生产的单壁、双壁、多壁碳纳米管或者三者当中的混合物， 直径1?lOOnm，管长5?500 ii m，纯度99. 5wt%，无定形碳杂〈5%，灰份杂质<3wt%，比表面积 30(Tl000m2/g;质子酸为浓硝酸、浓硫酸和浓盐酸中的一种，或浓硫酸与浓硝酸按体积比 3 :1的混合酸，或浓硫酸与浓盐酸按体积比3 :1的混合酸；分散剂为吐温20、吐温40、吐 温60、吐温80、吐温85、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素钠或十二烷基苯磺酸钠中的一种或 几种混合物；稳定剂为聚乙烯亚胺、短梗霉多糖、海藻酸钠、壳聚糖、甲壳素或丝素蛋白中 的一种或几种混合物；聚乙烯亚胺的重均分子量为600g/mol-20000g/mol，具体为600g/ mol、1800g/mol、3000g/mol、10000g/mol、20000g/mol;壳聚糖的重均分子量为 1500?3000， 脱乙酰度为9(T95% ;聚乙二醇为聚乙二醇-2000,聚乙二醇-4000,聚乙二醇-6000,聚乙 二醇-8000中的一种或几种混合物； 本专利技术的积极效果在于： (1) 本专利技术采用酰胺化碳纳米管与异氰酸根原位聚合，提高碳纳米管在聚氨酯乳液中 的分散性和增强与聚氨酯基体的界面结合力，得到具有阻燃和导电性能的高分散性的碳纳 米管水性聚氨酯涂料； (2) 碳纳米管经化学修饰后带有反应活性较大的胺基基团，与异氰酸根发生酰胺化反 应，并采用超声分散技术和外力搅拌条件，减少了碳纳米管的团聚现象发生，提高碳纳米管 在聚氨酯乳液中的分散性和稳定性，进而得到了分散性更好的碳纳米管聚氨酯复合材料同 时水性聚氨酯的性能也得到改善。 【具体实施方式】 下面结合具体实施方法，进一步说明本专利技术。 实施例1 (1)制备酰胺化碳纳米管 取0. 1 g碳纳米管和50 mL浓硝酸加入到150 mL烧瓶中，反应温度为50°C，在超声功 率为200W，超声频率为40KHz的超声波清洗器中冷凝回流5h ;然后转移到烧杯中用250mL 去离子水稀释，用直径为〇. 2 y m的微孔滤膜抽滤，去离子水反复洗涤直至中性；最后将抽 滤后的碳纳米管在l〇5°C下烘12h，研磨至粉末状备用，即得羧基化碳纳米管；将制得的羧 基化碳纳米管〇. 040g加入到50mL二甲基甲酰胺溶剂中，加入0. 331g丙烯酰胺，环磷酰胺 0. 21g，0. 20g聚乙烯亚胺稳定剂和0. 150g吐温-20分散剂，功率为200W、超声频率为40KHZ 的条件下超声分散l〇min，然后置于60°C恒温水浴中反应48h，用25mL二甲基甲酰胺溶剂， 25mL去离子水洗涤，过滤后在105°C下真空干燥12h，得到丙烯酰胺改性的碳纳米管； 所述的碳纳米管为化学气相沉积法生产的单壁碳纳米管，直径lnm，管长500 y m，纯度 99. 5wt%，无定形碳杂〈5%，灰本文档来自技高网...
【技术保护点】
碳纳米管改性的导电阻燃性聚氨酯涂料与胶黏剂制备方法，其特征在于制备步骤如下：（1）制备酰胺化碳纳米管将一定比例的碳纳米管加入到质子酸中混合，反应温度为50~70℃，在超声功率为200W、超声频率为40KHz的超声波清洗器中冷凝回流1~5h，超声后用250~350mL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105℃下烘12h，研磨至微细粉末状，即得羧基化碳纳米管；其中，每100mL质子酸加入的碳纳米管量为0.01g~0.5g；将制得的羧基化碳纳米管加入到50~150mL二甲基甲酰胺溶剂中，加入丙烯酰胺和分散剂、稳定剂聚乙烯亚胺，在功率为200W、频率为40KHz条件下超声分散10~60 min，然后置于60~80℃恒温水浴中反应48~72h后，分别用25~50mL二甲基甲酰胺溶剂、25~50mL去离子水洗涤，过滤后在105℃下真空干燥12h，得到酰胺化碳纳米管；其中所述的羧基化碳纳米管、丙烯酰胺、分散剂吐温20和稳定剂聚乙烯亚胺的用量比例为以下重量份：羧基化碳纳米管4~30份，丙烯酰胺30~250份，分散剂15~30份，稳定剂10~30份；（2）制备碳纳米管改性的导电阻燃性聚氨酯涂料与胶黏剂在二月桂酸二丁基锡存在的条件下，加入聚乙二醇，亲水扩链剂二羟甲基丁酸，酰胺化的碳纳米管，在温度50℃的条件下通氮气10min，升温至65~85℃，加入2，4‑甲苯二异氰酸酯，当NCO基团含量达到6.4%时，加入大分子扩链剂环氧树脂，继续反应1h，然后降温至60℃，加入小分子扩链交联剂三羟甲基丙烷，反应1h，再降温到50℃用三乙胺中和成盐，加去离子水中和到pH为7，搅拌乳化30min，降温后出料，即得碳纳米管改性导电阻燃性聚氨酯涂料与胶黏剂；其中所用组分的用量比例为以下重量份：聚乙二醇30~50份，2，4‑甲苯二异氰酸酯13~23份，二羟甲基丁酸3~5份，环氧树脂1~5份，三羟甲基丙烷1~3份，三乙胺2~4份，二月桂酸二丁基锡0.02~0.08份，酰胺化碳纳米管0.01~0.25份。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王延青，段宝荣，
申请(专利权)人：段宝荣，
类型：发明
国别省市：山东;37
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