一种氨基功能化石墨烯改性聚脲长效防腐涂层及其制备方法技术

本发明专利技术提供的氨基功能化石墨烯改性聚脲长效防腐涂层，包括异氰酸酯封端的半预聚体A组分，通过氨基化合物对石墨烯功能化修饰，使之能均匀分散在氨基聚醚混合物得到B组分，B组分进而与端异氰酸酯预聚物A组分反应，氨基功能化改性石墨烯及氧化石墨烯在聚脲基体中分散良好，使功能化石墨烯连接到聚脲基体分子链中，可以保证聚脲涂层对腐蚀介质的低渗透性，使二者界面结合更强，力学性能提高，保证涂层的低渗透性，实现聚脲长效防腐功能。

【技术实现步骤摘要】
一种氨基功能化石墨烯改性聚脲长效防腐涂层及其制备方法
本专利技术涉及涂料
，特别涉及一种氨基功能化石墨烯改性聚脲长效防腐涂层及其制备方法。
技术介绍
目前一些常用的金属防腐蚀方法有使用腐蚀抑制剂、电化学阴极保护、表面处理以及涂层等方法。在这些防腐蚀方法中，防腐涂层的使用由于其涂装方便和良好的保护性能而受到重视。聚脲树脂具有较好的附着力，化学耐蚀力，以及在高低温度下的耐久性，因此得到了广泛的应用。石墨烯改性聚脲由于石墨烯难于在树脂基体中分散，造成涂层中的一些微裂纹和孔隙的生成，使得海洋环境中的腐蚀介质能够穿过这些孔隙渗透进入基底，使有机涂层失效，加速海洋环境中金属设备的腐蚀。石墨烯具有大的比表面积和较强的屏蔽效应，将其作为填料加入聚脲涂料中，可以有效阻隔腐蚀介质通过孔隙和裂纹渗透进入涂层。但由于石墨烯在聚脲涂料中的分散性不良，使得聚脲涂层的耐蚀性能不能得到很好的体现。中国专利CN110117453A一种聚脲复合改性防水涂料及其加工工艺。本专利技术公开了一种聚脲复合改性防水涂料及其加工工艺，包括A组分、B组分和催化剂，A组分、B组分和催化剂重量比为12:4:1，本专利技术原料中含有防水剂，能够降低涂料受环境潮气和水分的影响的可能性，能够延长涂料的使用时间，采用改性立德粉能够提高涂料的耐腐蚀和抗老化性能，添加泡沫消除剂，降低泡沫出现的可能性，提高涂料的质量，催化剂能够使得A组分和B组分反应完全，提高涂料的利用率。中国专利CN107793901A、CN104231703A、CN108237063ACN106784915A、CN106995653A、CN109909131A、CN108047792ACN110183939A报道了石墨烯改性环氧树脂防腐涂料，因为石墨烯未经功能化修饰改性，在涂料中分散性较差，未能达到长效重防腐效果。
技术实现思路
有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种可实现聚脲长效防腐功能的氨基功能化石墨烯改性聚脲长效防腐涂层。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种氨基功能化石墨烯改性聚脲长效防腐涂层的制备方法，包括下述步骤：于惰性环境中，将聚醚多元醇加热至95℃～100℃，在真空-0.1～-0.5MPa下脱水1～1.5小时，解除真空，降温至40℃以下加入多异氰酸酯，再加热80℃下反应2小时，反应结束后，测定NCO值后出料，过滤包装，制得异氰酸酯封端的半预聚体A组分，所述聚醚多元醇及多异氰酸酯的质量比为100：(66～155)；按质量比为(55～65)：(20～30)：(10～15)：(2～5)：(0.5～1)：(1～1.5)将氨基聚醚、胺扩链剂、氨基化石墨烯、色浆、润湿分散剂及防沉蜡搅拌研磨过滤，得到B组分。在一些较佳的实施例中，所述的A组分的异氰酸酯预聚物其-NCO含量为14％～17％；所述A组分与B组分的异氰酸酯指数为1.05～1.10。在一些较佳的实施例中，所述A组分与B组分的异氰酸酯指数为1.05～1.10。具体地，A组分中-NCO含量为10％～16.5％，固体分≥99％，黏度在25℃时为500～800mPa.s，密度在25℃时为1.08～1.12g/ml。在一些较佳的实施例中，所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇或聚四氢呋喃醚二醇。具体地，聚氧化丙烯二醇为牌号voranol2120,相对分子质量2000，羟值54.5～57.5mgKOH/g或voranol2110,相对分子质量1000，羟值110±5mgKOH/g或TEP-330N羟值33.5～36.5mgKOH/g。具体地，聚四氢呋喃醚二醇牌号PTMG1000,相对分子质量1000±50，羟值107～118mgKOH/g或PTMG2000,相对分子质量2000±50，羟值54.7～57.5mgKOH/g或PTMG3000，相对分子质量3000±50，羟值36.2～38.7mgKOH/g。在一些较佳的实施例中，所述多异氰酸酯包括4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯或2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯与4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物或甲苯二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯或4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯或萘二异氰酸酯。具体地，4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-100)的纯度≥99.6％，凝固点≥38℃，NCO质量分数33.5％；2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯与4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物(MDI-50)的纯度≥99.6％，凝固点≤15℃，NCO质量分数33.5％；甲苯二异氰酸酯(TDI-100，TDI-65，TDI-80)的纯度≥99.5；异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)的纯度≥99.5％，NCO质量分数37.5％～37.8％,凝固点-60℃；4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)的纯度≥99.5％，NCO质量分数31.8％～32.1％，凝固点10～15℃；萘二异氰酸酯(NDI)纯度≥99％，NCO质量分数40.8±1.0％；液化MDI(L-MDI),NCO质量分数28％～30％，凝固点＜15℃。在一些较佳的实施例中，所述氨基聚醚包括二官能度氨基聚醚或聚四亚甲基醚二对氨基苯甲酸酯或三官能度氨基聚醚。具体地，二官能度氨基聚醚，牌号JeffamineD-2000或JeffamineD-400或JeffamineD-4000或THF-140或THF-170或SD-2001或ST-404。具体地，聚四亚甲基醚二对氨基苯甲酸酯的牌号P-650或P-1000或P-2000。具体地，三官能度氨基聚醚的牌号为JeffamineT-3000或JeffamineT-5000或JeffamineT-403。在一些较佳的实施例中，所述胺扩链剂包括芳香族二胺或脂肪族二胺；所述芳香族二胺包括3,5-二乙基甲苯二胺、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷、3,3'-二乙基-4,4'-二氨基二苯基甲烷、3,5-二甲硫基甲苯二胺、2,4-二氨基-3,5-二甲硫基氯苯(TX-2)、双仲丁氨基二苯基甲烷及N,N'-二烷基苯二胺中的至少一种；所述脂肪族二胺包括异佛尔酮二胺(IPDA)、二甲基-二氨基-二环己基甲烷、4,4'-双仲丁氨基二环己基甲烷或3,3'-二甲基-4,4'-双仲丁氨基-二环己基甲烷中的至少一种。在一些较佳的实施例中，所述氨基化石墨烯通过下述方法制备：氧化石墨剥离为氧化石墨烯：将氧化石墨分散在水中，超声波清洗制得石墨烯氧化物的水溶液；氨基聚醚改性石墨烯-NH2-GOs制备：将氨基聚醚溶于DMF中，并加入NaOH和所述石墨烯氧化物的水溶液混合分散的水溶液得到混合物，在保护气氛下，将所述混合物在于100℃温度下回流搅拌，反应结束，冷却到室温后，混合物用DMF洗涤去除杂质，真空干燥脱出DMF溶剂，得到氨基化石墨烯-NH2-rGO。在一些较佳的实施例中，所述氨基化石墨烯-NH2-rGO中还添加有锌粉，所述锌粉的细度为1000～1500目，所述锌粉的质量与所述氨基化石墨烯的质量比为2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氨基功能化石墨烯改性聚脲长效防腐涂层的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：/n于惰性环境中，将聚醚多元醇下加热至95℃～100℃，在真空-0.1～-0.5MPa下脱水1～1.5小时，解除真空，降温至40℃以下加入多异氰酸酯，再加热80℃下反应2小时，反应结束后，测定NCO值后出料，过滤包装，制得异氰酸酯封端的半预聚体A组分，所述聚醚多元醇及多异氰酸酯的质量比为100：(66～155)；/n按质量比为(55～65)：(20～30)：(10～15)：(2～5)：(0.5～1)：(1～1.5)将氨基聚醚、胺扩链剂、氨基化石墨烯、色浆、润湿分散剂及防沉蜡搅拌研磨过滤，得到B组分。/n

【技术特征摘要】
1.一种氨基功能化石墨烯改性聚脲长效防腐涂层的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
于惰性环境中，将聚醚多元醇下加热至95℃～100℃，在真空-0.1～-0.5MPa下脱水1～1.5小时，解除真空，降温至40℃以下加入多异氰酸酯，再加热80℃下反应2小时，反应结束后，测定NCO值后出料，过滤包装，制得异氰酸酯封端的半预聚体A组分，所述聚醚多元醇及多异氰酸酯的质量比为100：(66～155)；
按质量比为(55～65)：(20～30)：(10～15)：(2～5)：(0.5～1)：(1～1.5)将氨基聚醚、胺扩链剂、氨基化石墨烯、色浆、润湿分散剂及防沉蜡搅拌研磨过滤，得到B组分。


2.如权利要求1所述的氨基功能化石墨烯改性聚脲长效防腐涂层的制备方法，其特征在于，所述A组分与B组分的异氰酸酯指数为1.05～1.10。


3.如权利要求1所述的氨基功能化石墨烯改性聚脲长效防腐涂层的制备方法，其特征在于，所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇或聚四氢呋喃醚二醇。


4.如权利要求1所述的氨基功能化石墨烯改性聚脲长效防腐涂层的制备方法，其特征在于，所述多异氰酸酯包括4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯或2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯与4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物或甲苯二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯或4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯或萘二异氰酸酯。


5.如权利要求1所述的氨基功能化石墨烯改性聚脲长效防腐涂层的制备方法，其特征在于，所述氨基聚醚包括二官能度氨基聚醚或聚四亚甲基醚二对氨基苯甲酸酯或三官能度氨基聚醚。


6.如权利要求1所述的氨基功能化石墨烯改性聚脲长效防腐涂层的制备方法，其特征在于，所述胺扩链剂包括芳香族二胺或脂肪族二胺；
所述芳香族二胺包括3,5-二乙基甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宝柱，郭焱，岳长山，温喜梅，张天华，
申请(专利权)人：青岛爱尔家佳新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37