一种氧化石墨烯改性固化剂、聚氨酯涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种氧化石墨烯改性固化剂、聚氨酯涂料及其制备方法和应用，所述氧化石墨烯改性固化剂包括分散在有机溶剂中的氧化石墨烯改性的二异氰酸酯和未经改性的二异氰酸酯。利用所述氧化石墨烯改性固化剂作为聚氨酯涂料的B组分，与A组分配合制备得到聚氨酯涂料。本发明专利技术的氧化石墨烯改性固化剂可以保证含有活性的反应基团，也能够保证用于涂料时起到良好的固化作用，成膜时将氧化石墨烯连接到涂料树脂上，增强涂料的耐盐雾、耐酸碱性、耐盐水性、耐水性以及附着力，由其得到的聚氨酯涂料同样具有附着力高，以及良好的耐酸性、耐碱性、耐盐雾性能，并且安全环保，用于户外钢结构防腐，具有良好的防腐蚀性能。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化石墨烯改性固化剂、聚氨酯涂料及其制备方法和应用
本专利技术属于防腐涂料
，涉及一种氧化石墨烯改性固化剂、聚氨酯涂料及其制备方法和应用。
技术介绍
防腐涂料是涂料领域的一种重要涂料，可以应用在建筑、金属防护等领域，具有良好的附着力、耐老化以及防腐蚀等作用。随着我国经济发展以及人民生活水平的提高，对于防腐涂料领域更加注重安全、环保以及性能的结合，开发耐盐雾、耐酸碱性、耐盐水性、耐水性以及具有良好附着力的防腐涂料是本领域的研究重点。CN107987698A公开了一种含改性氧化石墨烯的水性防腐涂料，所述涂料包括甲组分和乙组分通过体积比10:1组成；所述甲组分通过以下质量百分含量的原料组成：聚氨酯乳液45-48％、改性氧化石墨烯0.1-1.0％、三丙二醇单丁醚1.0-1.2％、脱氢醋酸钠0.2-0.3％、沉淀硫酸钡32％、聚二甲基硅氧烷0.1％、增稠剂0.2％、余量为去离子水；所述乙组分通过以下质量百分含量的原料组成：固化剂50％、去离子水50％。该水性防腐涂料料具有良好的耐水性、耐盐雾性及耐腐蚀性，硬度高，耐候性强，附着力好，然而该涂料为水性涂料，对于非水性涂料如何满足耐盐雾、耐酸碱性、耐盐水性、耐水性以及具有良好附着力的要求仍是本领域的研究重点。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种氧化石墨烯改性固化剂、聚氨酯涂料及其制备方法和应用。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一方面，本专利技术提供一种氧化石墨烯改性固化剂，所述氧化石墨烯改性固化剂包括分散在有机溶剂中的氧化石墨烯改性的二异氰酸酯和未经改性的二异氰酸酯。在本专利技术中利用氧化石墨烯改性的二异氰酸酯和未经改性的二异氰酸酯配合作为固化剂，保证含有活性的反应基团，也能够保证用于涂料时起到良好的固化作用，成膜时将氧化石墨烯连接到涂料树脂上，增强涂料的耐盐雾、耐酸碱性、耐盐水性、耐水性以及附着力等。优选地，所述氧化石墨烯改性的二异氰酸酯和未经改性的二异氰酸酯的重量比为1:1-1:9，例如1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8或1:9。优选地，所述有机溶剂为丁酯与二甲苯的混合溶液。优选地，所述有机溶剂为质量比为2:1-5:1(例如2:1、2.3:1、2.5:1、2.8:1、3:1、3.3:1、3.5:1、3.8:1、4:1、4.3:1、4.5:1、4.8:1或5:1)的丁酯与二甲苯的混合溶液，优选丁酯与二甲苯的质量比为3:1。优选地，所述氧化石墨烯改性固化剂中有机溶剂与氧化石墨烯改性的二异氰酸酯和未经改性的二异氰酸酯总重量的比值为1:1-3:1。优选地，所述氧化石墨烯改性二异氰酸酯通过如下方法制备得到：将氧化石墨烯分散液与二异氰酸酯在催化剂存在下进行反应，得到氧化石墨烯改性二异氰酸酯。优选地，所述氧化石墨烯分散液为将氧化石墨烯分散在有机溶剂中得到。优选地，所述有机溶剂为二甲苯和正丁醇的混合物或者N,N-二甲基甲酰胺。优选地，所述氧化石墨烯分散液中，相对于1g氧化石墨烯，所述有机溶剂的用量为20-100mL，例如20mL、23mL、25mL、28mL、30mL、35mL、40mL、50mL、60mL、70mL、80mL、90mL或100mL。优选地，所述氧化石墨烯分散液中的氧化石墨烯与二异氰酸酯的质量比为1:1-1:4，例如1:1、1:1.2、1:1.5、1:1.8、1:2、1:2.2、1:2.5、1:2.8、1:3、1:3.5、1:4等。优选地，所述分散采用超声分散的方式。优选地，所述超声分散的时间为10-40min，例如10min、15min、18min、20min、25min、28min、30min、35min、38min或40min。在所述氧化石墨烯改性二异氰酸酯的制备中，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)或六亚甲基二异氰酸酯(HDI)中的任意一种或至少两种的组合，优选异佛尔酮二异氰酸酯。优选地，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。优选地，所述反应的温度为70-100℃，例如70℃、73℃、75℃、78℃、80℃、83℃、85℃、88℃、90℃、93℃、95℃、98℃或100℃。优选地，所述反应的时间为10-50小时，例如10小时、13小时、15小时、18小时、20小时、24小时、28小时、30小时、33小时、35小时、38小时、40小时、45小时、48小时或50小时。优选地，所述氧化石墨烯改性固化剂中未经改性的二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯中的任意一种或至少两种的组合，优选二苯基甲烷二异氰酸酯。另一方面，本专利技术提供了如上所述氧化石墨烯改性固化剂的制备方法，所述制备方法为：将氧化石墨烯改性二异氰酸酯分散至有机溶剂中，而后加入二苯基甲烷二异氰酸酯，混合，得到所述氧化石墨烯改性固化剂。优选地，所述混合为在搅拌下进行。优选地，所述混合的时间为1-5小时，例如1小时、1.5小时、2小时、2.5小时、3小时、3.5小时、4小时、4.5小时或5小时。另一方面，本专利技术提供了一种聚氨酯涂料，所述聚氨酯涂料包括A组分和B组分，其中B组分包括如上所述的氧化石墨烯改性固化剂。优选地，所述A组分包括以下重量百分比的组分：在本专利技术中，所述聚氨酯涂料的A组分中，有机溶剂为丁酯与二甲苯的混合溶液。优选地，所述有机溶剂为质量比为2-5:1的丁酯与二甲苯的混合溶液，优选丁酯与二甲苯的质量比为3:1。在本专利技术中，所述聚氨酯涂料的A组分中，有机溶剂的用量可以为10％、13％、15％、18％、20％、23％、25％、28％或30％。在本专利技术中，所述二甲酸酯的用量可以为3％、3.3％、3.5％、3.8％、4％、4.5％、4.8％、5％、5.5％、5.8％、6％、6.3％、6.5％、6.8％、7％、7.3％、7.5％、7.8％或8％。在本专利技术中，所述丙烯酸多元醇的用量可以为40％、43％、45％、48％、50％、53％、55％、58％、60％、63％、65％、68％或70％。优选地，所述丙烯酸多元醇为丙烯酸改性的多元醇树脂。在本专利技术中，所述钛白粉的用量可以为10％、13％、15％、18％、20％、23％、25％、28％或30％。在本专利技术中，钛白粉作为填料，主要起遮盖、补强等作用。在本专利技术中，所述聚酰胺蜡的用量可以为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％。在本专利技术中，所述膨润土的用量可以为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％。在本专利技术中，聚酰胺蜡和膨润土起防沉作用。在本专利技术中，所述助剂的用量可以为0.5％、0.8％、1％、1.3％、1.5％、1.8％、2％、2.3％、2.5％、2.8％或3％。优选地，所述助剂包括流平剂、分散剂和消泡剂。优选地，A组分与B组分的质量比为2:1-6:1，例如2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1、5:1、5.5:1或6:1，优选4:1。在本专利技术中，通过聚氨酯涂料的各组分相互配合，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化石墨烯改性固化剂，其特征在于，所述氧化石墨烯改性固化剂包括分散在有机溶剂中的氧化石墨烯改性的二异氰酸酯和未经改性的二异氰酸酯。

【技术特征摘要】
1.一种氧化石墨烯改性固化剂，其特征在于，所述氧化石墨烯改性固化剂包括分散在有机溶剂中的氧化石墨烯改性的二异氰酸酯和未经改性的二异氰酸酯。2.根据权利要求1所述的氧化石墨烯改性固化剂，其特征在于，所述氧化石墨烯改性的二异氰酸酯和未经改性的二异氰酸酯的重量比为1:1-1:9；优选地，所述有机溶剂为丁酯与二甲苯的混合溶液；优选地，所述有机溶剂为质量比为2:1-5:1的丁酯与二甲苯的混合溶液，优选丁酯与二甲苯的质量比为3:1。3.根据权利要求1或2所述的氧化石墨烯改性固化剂，其特征在于，所述氧化石墨烯改性固化剂中有机溶剂与氧化石墨烯改性的二异氰酸酯和未经改性的二异氰酸酯总重量的比值为1:1-3:1。4.根据权利要求1-3中任一项所述的氧化石墨烯改性固化剂，其特征在于，所述氧化石墨烯改性二异氰酸酯通过如下方法制备得到：将氧化石墨烯分散液与二异氰酸酯在催化剂存在下进行反应，得到氧化石墨烯改性二异氰酸酯；优选地，所述氧化石墨烯分散液为将氧化石墨烯分散在有机溶剂中得到；优选地，所述有机溶剂为二甲苯和正丁醇的混合物或者N,N-二甲基甲酰胺；优选地，所述氧化石墨烯分散液中，相对于1g氧化石墨烯，所述有机溶剂的用量为20-100mL；优选地，所述氧化石墨烯分散液中的氧化石墨烯与二异氰酸酯的质量比为1:1-1:4；优选地，所述分散采用超声分散的方式；优选地，所述超声分散的时间为10-40min；在所述氧化石墨烯改性二异氰酸酯的制备中，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚永健，荣仲尼，
申请(专利权)人：广东好邦石墨烯新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44