[发明专利]一种石墨烯-氟改性聚氨酯树脂水性功能涂料

说明书

本发明涉及一种石墨烯‑氟改性聚氨酯水性功能涂料，其成分由石墨烯‑氟改性水性聚氨酯树脂、丙二醇单丁醚、流平剂、去离子水、分散剂、成膜助剂、消泡剂、防水剂、润湿剂组成；其中，所述的石墨烯‑氟改性水性聚氨酯树脂由多异氰酸酯、多元醇、多元胺类扩链剂、低聚物多元醇、二羟甲基丙酸、石墨烯、羟基丙烯酸、氟烯类单体、丙烯酸类单体、中和剂、去离子水通过反应制得；本发明制得的一种石墨烯‑氟改性聚氨酯水性功能涂料，具有涂膜机械强度高，表面张力低具有良好自洁性，优异的防污防腐性、抗静电性等特点；是用于水泥混凝土、金属、木材等的基材的水性功能防护涂料。

技术领域

本发明涉及一种改性聚氨酯树脂水性涂料，尤其涉及到具有防污、防腐、抗静电功能的一种石墨烯-氟改性聚氨酯树脂水性功能涂料，属于水性特种涂料技术领域。

背景技术

涂料是日常生活保护基础设施不可或缺的材料，被广泛应用于建筑物、各类五金件、工业制品的装饰以及机械、车辆、船舶、木器等领域。以往涂料对基材保护层的要求，往往只要求外观美观、光泽鲜艳，而对涂层的抗污性能却没有严格的要求。随着工业的发展，社会环境日趋恶劣，我们日常生活中充斥着各种污染源，如空气中的尘埃、汽车排放尾气中的颗粒物、工业酸雨等，这些常常对基材表面造成污染且不易清洗，同时损害涂层的外观及其保护性能。

随着科技水平的不断进步和人们环保意识的不断增强，对涂料的环保要求越来越高，不含或少含挥发性有机物体系己成为新的发展方向，溶剂型树脂正逐步被水性树脂所替代。涂料是多组分物质，通常包含溶剂、树脂、颜料和添加剂。传统的涂料中只含有性质单一树脂，其性能受到了一定的限制，可能会造成本身结构形态不佳、表面硬度太低，交联密度不大，从而导致涂层对于外界污染源的抗污性能不强等问题。

聚氨酯是由异氰酸酯、聚酯或聚醚多元醇以及小分子多元醇和多元胺类扩链剂为主要原料。聚氨酯具有硬度大、耐磨损、附着性能优良等优点，因而被广泛应用于涂料、胶黏剂、泡沫塑料、油墨及橡胶等领域，但聚氨酯存在耐冲击性能不佳、遇潮易起泡、一般的聚氨酯绝缘性高，易产生静电，这使其在某些领域的应用受到限制。

氟原子半径小且具有很强的电负性，因此其对碳链具有屏蔽保护作用，这使得氟聚合物具有优异的热稳定性、耐候性和化学惰性，以及独特的低表面张力、低表面自由能、低摩擦系数，这赋予了氟聚合物拥有优异的憎水、憎油性，是低表面能材料研究领域的一类重要聚合物。

石墨烯具有优异的综合性能，如高导电性、导热性、高强度等特性，而且石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料。石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，石墨稀是一种由单层sp²杂化碳原子组成的二维片状材料。石墨烯经强氧化剂氧化后可以制备成氧化石墨，氧化石墨片层含有羟基等活性基团，且具有较高的比表面积，经过氧化后的石墨烯，其π-π共轭结构遭到了破坏，分子间范德华力较石墨烯弱，片层容易剥离。近年来以氧化石墨烯制备的纳米复合材料表现出非常优越的性能，越来越受到人们的重视，其在制备轻质、低成本、高性能复合材料方面具有广阔的应用潜力。

发明内容

目前，单一性质的树脂已经不能满足涂料市场的要求，石墨烯-氟改性聚氨酯树脂涂料，兼具了石墨烯与氟元素的特殊性能，漆膜硬度和耐水性、防污、防腐、抗静电性能都有很大的提高。

本发明开发一种环境友好型的改性聚氨酯树脂水性功能涂料，涂膜具有优良的机械强度，优异的防污、防腐、抗静电等性能。

本发明结合聚氨酯树脂的优点，利用氧化石墨烯中的羟基与聚氨酯发生反应，石墨烯与聚氨酯之间为化学键相连，使其能稳定均匀分散在树脂中。

本发明的目的提供一种石墨烯-氟改性聚氨酯树脂水性功能涂料。