一种石墨烯阻燃高强涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯阻燃高强涂料及其制备方法，其原料按质量百分比计包含：二苯甲烷‑4，4’‑二异氰酸酯20％～40％，聚醚多元醇10％～30％，端氨基聚醚20％～40％，扩链剂10％～20％，氧化石墨烯1％～10％，改性剂0.1％～1％，颜料0.1％～5％，阻燃剂0.1％～5％。本发明专利技术还提供了该涂料的制备方法，其包含：步骤1，按比例称取各原料；步骤2，制备A组分；步骤3，制备B组分；步骤4，将A组分和B组分，通过专用喷涂设备，喷出混合、固化。本发明专利技术提供的石墨烯阻燃高强涂料及其制备方法，制备的涂料不仅具有耐磨、增强、防腐蚀功能，还具有抗菌除菌功能，能够保护人体健康、提高产品使用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯阻燃高强涂料及其制备方法
本专利技术涉及一种涂料及其制备方法，具体地，涉及一种石墨烯阻燃高强涂料及其制备方法。
技术介绍
石石墨烯是从石墨中剥离出来的单层碳原子材料，由碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构，它是人类已知的厚度最薄、质地最坚硬、导电性最好的材料。石墨烯具有优异的力学、光学和电学性质，结构非常稳定，迄今为止研究者尚未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况，碳原子之间的链接非常柔韧，比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍，如果用石墨烯制成包装袋，它将能承受大约两吨重的物品，几乎完全透明，却极为致密，不透水、不透气，即使原子尺寸最小的氦气也无法通过，导电性能好，石墨烯中电子的运动速度达到了光速的1/300，导电性超过了任何传统的导电材料，化学性质类似石墨表面，可以吸附和脱附各种原子和分子，还有抵御强酸强碱的能力。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种石墨烯涂料及其制备方法，将石墨烯融入到涂料各组分中，起到增强、防水、防腐蚀、阻燃等作用，提高使用寿命，同时石墨烯具有优异的抗菌效果。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种石墨烯阻燃高强涂料，其中，所述的涂料的原料按质量百分比计包含：二苯甲烷-4，4’-二异氰酸酯20％～40％，聚醚多元醇10％～30％，端氨基聚醚20％～40％，扩链剂10％～20％，氧化石墨烯1％～10％，改性剂0.1％～1％，颜料0.1％～5％，阻燃剂0.1％～5％。上述的石墨烯阻燃高强涂料，其中，所述的阻燃剂包含硼酸盐、氧化锌、三氧化二锑、甲基膦酸二甲酯、磷酸三苯酯、多聚磷酸铵中的任意一种或多种。上述的石墨烯阻燃高强涂料，其中，所述的改性剂包含聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡络烷酮、羟甲基纤维素中的任意一种或多种。上述的石墨烯阻燃高强涂料，其中，所述的扩链剂包含异佛尔酮二胺、二甲硫基甲苯二胺、N,N’二烷基苯二胺、N,N’-二烷基甲基二胺中的任意一种或多种。上述的石墨烯阻燃高强涂料，其中，所述的氧化石墨烯采用的石墨烯是通过机械剥离法、液相剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法中的任意一种方法制备的。本专利技术还提供了上述的石墨烯阻燃高强涂料的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，按比例称取各原料；步骤2，制备A组分；步骤3，制备B组分；步骤4，将A组分和B组分，通过专用喷涂设备，喷出混合、固化。上述的石墨烯阻燃高强涂料的制备方法，其中，所述的步骤2中，将聚醚多元醇加热，真空搅拌，氮气保护下进行冷却，加入二苯甲烷-4，4’-二异氰酸酯、氧化石墨烯反应，完成后生成预聚物，充氮气保护，得到A组分。上述的石墨烯阻燃高强涂料的制备方法，其中，所述的步骤2中，将聚醚多元醇加热到80-90℃，真空搅拌1-2h，氮气保护下冷却至70℃，加入二苯甲烷-4，4’-二异氰酸酯、氧化石墨烯反应反应1-2h。上述的石墨烯阻燃高强涂料的制备方法，其中，所述的步骤3中，将改性剂、颜料、端氨基聚醚、扩链剂加入到反应釜中，加热40-60℃，反应混合均匀，得到B组分。上述的石墨烯阻燃高强涂料的制备方法，其中，所述的步骤4中，将A组分和B组分通过喷枪喷出混合、固化，A组分和B组分质量的混合比为1：(0.5～2)；喷涂温度控制在40～70℃，将涂料涂覆在产品表面。本专利技术提供的石墨烯阻燃高强涂料及其制备方法具有以下优点：该石墨烯阻燃高强防腐涂料通过喷涂工艺涂覆在防护产品及路面、泳池、隧道、管道、彩钢板等建筑、建材表面，起到增强、防水、防腐蚀以及阻燃等作用，提高使用寿命，减少火灾发生。同时石墨烯具有优异的抗菌效果，喷涂在头盔、手套等产品上不仅具有耐磨、增强、防腐蚀、阻燃功能，还具有抗菌除菌功能，保护人体健康、提高产品使用范围。本方法制备的石墨烯阻燃高强防腐涂料，工艺简单易操作，成本低廉，经济效益高，适合大规模工业化生产。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式作进一步地说明。本专利技术提供的石墨烯阻燃高强涂料，其原料按质量百分比计包含：二苯甲烷-4，4’-二异氰酸酯(MDI)20％～40％，聚醚多元醇10％～30％，端氨基聚醚20％～40％，扩链剂10％～20％，氧化石墨烯1％～10％，改性剂0.1％～1％，颜料0.1％～5％，阻燃剂0.1％～5％。优选地，阻燃剂包含硼酸盐、氧化锌、三氧化二锑、甲基膦酸二甲酯、磷酸三苯酯、多聚磷酸铵等中的任意一种或多种。改性剂包含聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡络烷酮(PVP)、羟甲基纤维素等中的任意一种或多种。扩链剂包含异佛尔酮二胺(IPDA)、二甲硫基甲苯二胺、N,N’二烷基苯二胺、N,N’-二烷基甲基二胺等中的任意一种或多种。氧化石墨烯采用的石墨烯是通过机械剥离法、液相剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法等中的任意一种方法制备的。本专利技术还提供了该石墨烯阻燃高强涂料的制备方法，其包含：步骤1，按比例称取各原料；步骤2，制备A组分；步骤3，制备B组分；步骤4，将A组分和B组分，通过专用喷涂设备，喷出混合、固化。步骤2中，将聚醚多元醇加热，真空搅拌，氮气保护下进行冷却，加入二苯甲烷-4，4’-二异氰酸酯、氧化石墨烯反应，完成后生成预聚物，充氮气保护，得到A组分。步骤2中，将聚醚多元醇加热到80-90℃，真空搅拌1-2h，氮气保护下冷却至70℃，加入二苯甲烷-4，4’-二异氰酸酯、氧化石墨烯反应反应1-2h。步骤3中，将改性剂、颜料、端氨基聚醚、扩链剂加入到反应釜中，加热40-60℃，反应混合均匀，得到B组分。步骤4中，将A组分和B组分通过喷枪喷出混合、固化，A组分和B组分质量的混合比为1：(0.5～2)。优选地，A组分和B组分通过喷枪喷出混合、固化时，涂料喷涂温度控制在40～70℃，将涂料涂覆在产品表面。下面结合实施例对本专利技术提供的石墨烯阻燃高强涂料及其制备方法做更进一步描述。实施例1一种石墨烯阻燃高强涂料，其原料按质量百分比计包含：二苯甲烷-4，4’-二异氰酸酯40％，聚醚多元醇10％，端氨基聚醚20％，扩链剂10％，氧化石墨烯9％，改性剂1％，颜料5％，阻燃剂5％。优选地，阻燃剂包含硼酸盐。改性剂包含聚乙烯醇。扩链剂包含异佛尔酮二胺。氧化石墨烯采用的石墨烯是通过机械剥离法制备的。本实施例还提供了该石墨烯阻燃高强涂料的制备方法，其包含：步骤1，按比例称取各原料。步骤2，制备A组分。将聚醚多元醇加热到80-90℃，真空搅拌1-2h，氮气保护下冷却至70℃，加入二苯甲烷-4，4’-二异氰酸酯、氧化石墨烯反应反应1-2h，完成后生成预聚物，充氮气保护，得到A组分。步骤3，制备B组分。将改性剂、颜料、端氨基聚醚、扩链剂加入到反应釜中，加热40-60℃，反应混合均匀，得到B组分。步骤4，将A组分和B组分，通过专用喷涂设备，喷出混合、固化。将A组分和B组分通过喷枪喷出混合、固化，A组分和B组分质量的混合比为1：0.5。...

【技术保护点】
1.一种石墨烯阻燃高强涂料，其特征在于，所述的涂料的原料按质量百分比计包含：二苯甲烷-4，4’-二异氰酸酯20％～40％，聚醚多元醇10％～30％，端氨基聚醚20％～40％，扩链剂10％～20％，氧化石墨烯1％～10％，改性剂0.1％～1％，颜料0.1％～5％，阻燃剂0.1％～5％。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯阻燃高强涂料，其特征在于，所述的涂料的原料按质量百分比计包含：二苯甲烷-4，4’-二异氰酸酯20％～40％，聚醚多元醇10％～30％，端氨基聚醚20％～40％，扩链剂10％～20％，氧化石墨烯1％～10％，改性剂0.1％～1％，颜料0.1％～5％，阻燃剂0.1％～5％。


2.如权利要求1所述的石墨烯阻燃高强涂料，其特征在于，所述的阻燃剂包含硼酸盐、氧化锌、三氧化二锑、甲基膦酸二甲酯、磷酸三苯酯、多聚磷酸铵中的任意一种或多种。


3.如权利要求1所述的石墨烯阻燃高强涂料，其特征在于，所述的改性剂包含聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡络烷酮、羟甲基纤维素中的任意一种或多种。


4.如权利要求1所述的石墨烯阻燃高强涂料，其特征在于，所述的扩链剂包含异佛尔酮二胺、二甲硫基甲苯二胺、N,N’二烷基苯二胺、N,N’-二烷基甲基二胺中的任意一种或多种。


5.如权利要求1所述的石墨烯阻燃高强涂料，其特征在于，所述的氧化石墨烯采用的石墨烯是通过机械剥离法、液相剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法中的任意一种方法制备的。


6.一种如权利要求1～5中任意一项所述的石墨烯阻燃高强涂料的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙嫣，沙晓林，马立国，李栋，
申请(专利权)人：南通强生石墨烯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32