[发明专利]一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液及其制备方法

说明书

本发明属于非金属矿物制品的表面改性及其在高分子材料中的应用技术领域，涉及一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的制备方法。包含以下步骤：A、向云母基导电复合粉体材料中喷洒含氯硅烷偶联剂，喷洒完毕后，在80‑100℃的条件下连续搅拌；B、将多元醇和异氰酸酯加入至反应器中，搅拌下加入催化剂，保持反应温度50‑90℃，即制得聚氨酯预聚体；C、在反应温度50‑90℃的条件下，将步骤A所得的氯硅烷改性云母基导电复合材料加入到步骤B制得的聚氨酯预聚体中，搅拌反应；再进行扩链反应，冷却至室温。将本发明有效解决了聚氨酯复合乳液的稳定性问题，能够有效改善涂层的硬度。

技术领域

本发明属于非金属矿物制品的表面改性及其在高分子材料中的应用技术领域，涉及一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液及其制备方法。

背景技术

当今，导电涂料已被广泛用于橡塑材料的表面涂装，通常是向成膜树脂中加入导电材料，使其固化成膜后的涂层具有导电性能。水性聚氨酯具有韧性好、耐磨、黏附力强以及安全、环保等优点而成为可用于橡塑基材表面涂层的一种性能优异的成膜树脂。导电云母是一种具有色浅、质轻、耐腐蚀、导电稳定性好和制造成本低廉等特点的片状导电功能材料，而且特殊的片状结构使其在涂层中易于相互搭接而形成鳞片状导电网络结构。因此，将导电云母添加到聚氨酯体系中制备的导电涂料在抗静电、屏蔽电磁波和防腐等领域有着广泛的应用前景。中国专利公开了一种环保抗静电聚氨酯防腐涂料的制备方法[申请号：201510705291.9]，其技术方案是将导电云母粉与水性聚氨酯乳液辅以其他助剂机械均匀混合而制得。然而，此方案中导电云母未经有机功能化改性，与聚氨酯树脂界面结合性差，从而导致含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液易分层、沉淀等问题，影响乳液储存稳定性和固化后涂层的导电性能。

此外，水性聚氨酯固化后的涂层依然存在耐水性和硬度低等缺点，限制了其应用范围。通常采用有机硅对水性聚氨酯进行改性，在一定程度上能改善涂膜的耐水性能，但是对涂膜的硬度等力学性能提高并不明显。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的制备方法，本发明的另一目的是提供一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的制备方法，包含以下步骤：

A、制备氯硅烷改性云母基导电复合材料：室温下，一边搅拌，一边向云母基导电复合粉体材料中喷洒含氯硅烷偶联剂，喷洒完毕后，在80-100℃的条件下连续搅拌，保温反应1-3小时，即得到氯硅烷改性云母基导电复合材料；

B、制备聚氨酯预聚体：将多元醇和异氰酸酯加入至反应器中，一边搅拌，一边加入催化剂，保持反应温度50-90℃，搅拌反应0.5-2小时，即制得聚氨酯预聚体；

C、制备含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液：在反应温度50-90℃的条件下，将步骤A所得的氯硅烷改性云母基导电复合材料加入到步骤B制得的聚氨酯预聚体中，其中氯硅烷改性云母基导电复合材料与聚氨酯预聚体质量之比为0.08-0.15:1，搅拌反应1-3小时；然后加入扩链剂进行扩链反应，保温反应0.5-2小时，调节体系pH值为7.0-8.5，保持温度不变，继续搅拌反应10-40分钟，冷却至室温，即制得一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液。

一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的制备方法，包含以下步骤：

A、制备氯硅烷改性云母基导电复合材料：室温下，一边搅拌，一边向云母基导电复合粉体材料中喷洒含氯硅烷偶联剂，其中含氯硅烷偶联剂与云母基导电复合粉体质量之比为0.1-0.3:1，喷洒完毕后，在80-100℃的条件下连续搅拌，保温反应1-3小时，即得到氯硅烷改性云母基导电复合材料；