一种自修复改性聚氨酯防水涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及防水涂料技术领域，提供一种自修复改性聚氨酯防水涂料及其制备方法，本发明专利技术将抗菌组分与修饰过的纳米二氧化硅混合分散，能够使抗菌组分中的抗菌分子均匀地分散在纳米二氧化硅的孔径内，从而使纳米二氧化硅具有稳定地抗菌性能；以N，N'

【技术实现步骤摘要】
一种自修复改性聚氨酯防水涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及防水涂料
，具体涉及一种自修复改性聚氨酯防水涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着科技与经济的飞速发展，人们对于材料的可靠性、环保性以及使用寿命的要求更为严格，聚氨酯材料凭借其质量轻、强度高、耐腐蚀等优异的物理化学性质，被广泛应用于航空航天、交通运输、建筑建材等诸多领域。然而，聚氨酯在加工、运输和使用过程中易受到机械、化学等外部因素作用，会产生裂纹裂缝等损伤，极大地降低了材料的使用寿命，且对材料的安全使用带来隐患，设计并合成具有自修复性能的聚氨酯可为解决这一难题提供新的方法。
[0003]近年来，自修复高分子材料已经成为学者们研究的热点之一，一些研究已经成功合成制备了热可逆自修复聚氨酯，这类自修复聚氨酯具有一定的修复效果，但也存在修复效率较低、修复方式单一等问题。纳米粒子具有粒径小、比表面积大、表面活性高等特点，其与聚合物结合时会产生较强的界面作用，当材料受损后，纳米粒子会定位到受损区域并向受损区域扩散，从而进行修复补强。因此如何将纳米粒子与具有自修复性能的聚氨酯相结合，制备处修复效率更高的防水涂料，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]解决的技术问题
[0005]针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术提供了一种自修复改性聚氨酯防水涂料及其制备方法，旨在使制备的修复改性聚氨酯防水涂料能够结合纳米粒子和聚氨酯的优异性能，在自修复涂料领域产生更高的应用价值。
[0006]技术方案
[0007]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0008]一种自修复改性聚氨酯防水涂料，包括以下原料：改性纳米二氧化硅、四氧化三铁、N，N'
‑
二甲基甲酰胺、4，4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯、聚丙二醇、糠胺和双马来酰亚胺；
[0009]其中，所述改性纳米二氧化硅以纳米二氧化硅、抗菌组分和γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷为原料制得。
[0010]更进一步地，所述纳米二氧化硅的制备方法为：称取30重量份去离子水和100重量份无水乙醇倒入至四口烧瓶中，在搅拌的条件下缓慢加入10重量份氨水，接着将12
‑
13重量份正硅酸四乙酯缓慢滴入上述四口烧瓶中，在30
‑
35℃的温度下搅拌4
‑
5h得乳白色乳液，利用离心机离心后得下层白色乳液，接着置于80
‑
85℃得烘箱内干燥12
‑
15h，研磨后所得即为纳米二氧化硅。
[0011]更进一步地，所述搅拌的速度为500
‑
600r/min，所述正硅酸四乙酯的滴速为3s/滴。
[0012]更进一步地，所述抗菌组分得制备方法为：按照1：2：2：1的摩尔比比对十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基二甲基苄基溴化铵和十四烷基三甲基溴化铵进行混合，混合均匀后所得即为抗菌组分。
[0013]更进一步地，所述改性纳米二氧化硅的制备方法包括以下步骤：
[0014]S1、将100重量份甲苯溶剂倒入四口烧瓶中，接着加入10
‑
12重量份纳米二氧化硅，超声分散30min后加入4
‑
5重量份γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷，混合均匀后在110℃的条件下回流8h，得到透明溶液；
[0015]S2、使用甲苯对S1中的透明溶液进行超声洗涤，经离心分离后得下层白色固体，接着在80℃的干燥箱内干燥12h，所得记作表面修饰纳米二氧化硅；
[0016]S3、按照0.1g/mL的料液比将表面修饰纳米二氧化硅与乙醇水溶液进行混合，接着加入用量为乙醇水溶液20
‑
22％的抗菌组分和用量为乙醇水溶液2
‑
3％的失水山梨醇油酸脂聚氧乙烯醚，搅拌均匀后超声分散15
‑
18min，经过滤干燥研磨后，所得即为改性纳米二氧化硅。
[0017]更进一步地，所述S1和S3中超声分散的频率均为28
‑
30kHz，且S1和S3中的搅拌速度为500
‑
600r/min。
[0018]更进一步地，所述S3中的乙醇水溶液浓度为40％，所述S3中的干燥温度为120℃。
[0019]一种自修复改性聚氨酯防水涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0020]Step1、将0.3
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0.5重量份四氧化三铁和1
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2重量份改性纳米二氧化硅加入至22
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25重量份N，N'
‑
二甲基甲酰胺中混合，超声分散后记作改性混合物；
[0021]Step2、向通有氮气的四口烧瓶中加入8
‑
10重量份N，N'
‑
二甲基甲酰胺和10
‑
12重量份4，4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯，升温至50℃后加入加入5
‑
6重量份聚丙二醇，再次升温至75℃后反应30
‑
40min，所得记作聚氨酯前聚体；
[0022]Step3、向聚氨酯前聚体内滴加3
‑
4重量份糠胺，再将温度冷却至室温后反应3
‑
4h，接着在搅拌的条件下加入将Step1中的改性混合物后，再加入3
‑
5重量份双马来酰亚胺，将温度升高至60℃后反应24h，所得即为自修复改性聚氨酯防水涂料。
[0023]更进一步地，所述Step1中的超声分散频率为26
‑
28kHz，超声分散时间为15
‑
20min。
[0024]更进一步地，所述Step3中的搅拌速度为400
‑
500r/min。
[0025]有益效果
[0026]本专利技术提供了一种自修复改性聚氨酯防水涂料及其制备方法，与现有公知技术相比，本专利技术的具有如下有益效果：
[0027]1、本专利技术使用γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷对纳米二氧化硅的表面进行修饰，能够在纳米二氧化硅的表面形成特殊的官能团，从而改善纳米二氧化硅与聚合物之间的相容性，提高纳米二氧化硅与聚合物之间的结合力，使纳米二氧化硅能够更好地分散在聚合物之间；其次，由于二氧化硅本身具有多孔结构，将抗菌组分与修饰过的纳米二氧化硅混合分散，能够使抗菌组分中的抗菌分子均匀地分散在纳米二氧化硅的孔径内，从而使纳米二氧化硅具有稳定的抗菌性能。
[0028]2、本专利技术以N，N'
‑
二甲基甲酰胺、份4，4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯和聚丙二醇为原料制备聚氨酯前聚体，再往聚氨酯前聚体内加入具有抗菌性能的改性纳米二氧化硅和四氧
化三铁对聚氨酯进行改性，能够提高改性后聚氨酯地力学性能和抗菌性能；其次，由于四氧化三铁具有优异的近红外光吸收能力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自修复改性聚氨酯防水涂料，其特征在于，包括以下原料：改性纳米二氧化硅、四氧化三铁、N，N'
‑
二甲基甲酰胺、4，4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯、聚丙二醇、糠胺和双马来酰亚胺；其中，所述改性纳米二氧化硅以纳米二氧化硅、抗菌组分和γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷为原料制得。2.根据权利要求1所述的一种自修复改性聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述纳米二氧化硅的制备方法为：称取30重量份去离子水和100重量份无水乙醇倒入至四口烧瓶中，在搅拌的条件下缓慢加入10重量份氨水，接着将12
‑
13重量份正硅酸四乙酯缓慢滴入上述四口烧瓶中，在30
‑
35℃的温度下搅拌4
‑
5h得乳白色乳液，利用离心机离心后得下层白色乳液，接着置于80
‑
85℃得烘箱内干燥12
‑
15h，研磨后所得即为纳米二氧化硅。3.根据权利要求2所述的一种自修复改性聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述搅拌的速度为500
‑
600r/min，所述正硅酸四乙酯的滴速为3s/滴。4.根据权利要求1所述的一种自修复改性聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述抗菌组分得制备方法为：按照1：2：2：1的摩尔比比对十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基二甲基苄基溴化铵和十四烷基三甲基溴化铵进行混合，混合均匀后所得即为抗菌组分。5.根据权利要求1所述的一种自修复改性聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅的制备方法包括以下步骤：S1、将100重量份甲苯溶剂倒入四口烧瓶中，接着加入10
‑
12重量份纳米二氧化硅，超声分散30min后加入4
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5重量份γ
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氨丙基三乙氧基硅烷，混合均匀后在110℃的条件下回流8h，得到透明溶液；S2、使用甲苯对S1中的透明溶液进行超声洗涤，经离心分离后得下层白色固体，接着在80℃的干燥箱内干燥12h，所得记作表面修饰纳米二氧化硅；S3、按照0.1g/mL的料液比将表面修饰纳米二氧化硅与乙醇水溶液进行混合，接着加入用量为乙醇水溶液20
‑
22％的抗菌组分和用量为乙醇水溶液2
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄庭彦，乔启信，
申请(专利权)人：安徽朗凯奇科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：