[发明专利]一种含氟氧化石墨烯改性聚氨酯涂料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含氟氧化石墨烯改性聚氨酯涂料及其制备方法和应用，聚氨酯涂料中包含含氟氧化石墨烯组分，具体制备方法为：采用含氟单体改性的氧化石墨烯作为聚氨酯涂料的改性剂，再将含氟氧化石墨烯与聚氨酯树脂按照一定比例机械混匀，得到含氟氧化石墨烯改性聚氨酯涂料。该聚氨酯涂料制备工艺简单，疏水性能优良。将其应用到汽车面漆中，能有效提高汽车面漆的疏水性、耐老化性以及力学性能，在汽车漆市场乃至涂料领域均具有很大的市场前景。

技术领域

本发明属于高分子合成技术领域，涉及一种含氟氧化石墨烯改性聚氨酯涂料及其制备方法和应用。

背景技术

聚氨酯涂料是20世纪60年代开始兴起的一种涂料技术，具有优异的耐磨性，附着力强；优异的耐化学品性和耐油性，氨酯键不与酸、碱、油类发生反应；高反应性(低温固化性能)；高装饰和保护性能。聚氨酯涂料在美国的增长率是涂料工业增长的两倍，是涂料工业发展中增长最快的品种之一。在汽车工业发达国家中，聚氨酯汽车涂料的用量在涂料产量中占有很重要的地位，代表着涂料的发展水平。在欧洲聚氨酯汽车涂料占60％，美国为55％，高于建筑家具涂料。我国的聚氨酯涂料是在上世纪80年代以后得到了迅速发展，在1997年，我国的聚氨酯涂料已经占涂料总量的2.5％，达到3.5万吨；2008年聚氨酯涂料占我国涂料总量的9％，其中汽车漆市场占40％。

石墨烯是碳原子以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积构成的单层原子厚度的超薄二维材料，被公认为21世纪的“未来材料”和“革命性材料”。石墨烯具有以下突出的优点：散热好；导电佳；超强韧；轻薄。除了优异的传导性能及力学性能之外，石墨烯还具有铁磁性等磁性能、独特的光学性能。氧化石墨烯(GO)作为石墨烯的前驱体，可由鳞片石墨经强氧化得到，从而引入大量含氧官能团。这些官能团可用于聚合物的共价改性，提高聚合物的性能。

近几年，人们尝试不同方法合成了石墨烯/聚氨酯复合材料，但是仍然存在一些不足，例如氧化石墨烯的引入会造成材料的导电性相对于石墨烯大大降低等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含氟氧化石墨烯改性聚氨酯涂料及其制备方法和应用，聚氨酯涂料中包含氟功能化的氧化石墨烯组分，提高聚氨酯的防污性、疏水性和耐老化性。

所述含氟氧化石墨烯是一类由带有羟基官能团的含氟单体改性的氧化石墨烯。其通式为 CR₁F₂-CF₂-C(R₂)(R₃)-(CH₂)_n-O-GO。其中，R₁，R₂，R₃＝H，CH₃或CH₂CH₃，n＝1～20，当n＝1， R₁，R₂，R₃＝H时，其结构示意具体如下：

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：

一种含氟氧化石墨烯改性聚氨酯涂料的制备方法，包括：

1)所述含氟氧化石墨烯的合成步骤：