[发明专利]碳纳米管改性阻燃性水性聚氨酯涂料与胶粘剂的制备方法

权利要求书

1.碳纳米管改性阻燃性水性聚氨酯涂料或胶粘剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）、制备改性导热填料，室温下将质量比为1：（2～4）：（1～2）：（0.5～0.8）的偶联剂、去离子水、单宁酸、氮化硼纳米片混合并水解30～40min，得水解产物A；将所得水解产物A加入80～90℃的高速混合机中继续混合30～40min，冷却出料、真空干燥，制得改性导热填料；

（2）、制备A组分，将聚合物多元醇和改性导热填料按照质量比(4～5):1混合，先超声1~2.5h再在100~110℃下减压脱水1~2h，制得A组分；

（3）、制备涂料与胶粘剂:于50~60℃下将A组分、异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡按照质量比（2.5~3.0）：1：0.02在60~80r/min的转速下反应40~50min，再升温至75~85℃继续反应1~3h，加入改性剂0.1~0.2倍、多元醇扩链剂0.21~0.32倍、交联剂0.02~0.04倍、填料聚合链0.02~0.05倍和水1.2倍在80~90℃继续反应1~2h，制得聚氨酯A，在所得聚氨酯A中再加入增粘剂0.04~0.06倍，混合均匀后制得聚氨酯乳液，则为碳纳米管改性阻燃性聚氨酯涂料或胶粘剂；

所加入改性剂、多元醇扩链剂、交联剂、填料聚合链和水的倍数均以异氰酸酯的重量为基准；

所述改性剂的制备方法：将羟基化碳纳米管0.1g、聚乙烯醇 20~30g、儿茶素为4g-60g中加入水70—80g，于60~80℃下搅拌反应1-3h，再加入丁内酯2~3g、1,2-二溴丙烷0.4~0.6g和5g丙酮，于40~60℃下搅拌反应1-2h,喷雾干燥，得改性剂；

所述羟基化碳纳米管的制备方法为：取1.1~1.5g碳纳米管和280~320 mL浓硫酸和浓硝酸体积比为2：1的混酸加入到500 mL烧瓶中，反应温度为65~75℃，在超声功率为200W、超声频率为40KHz的超声波清洗器中冷凝回流2~4 h；然后转移到烧杯中用250g去离子水稀释，用直径为0.2 μm的微孔滤膜抽滤，去离子水反复洗涤直至中性；最后将抽滤后的碳纳米管在105℃下烘干，研磨至粉末状备用，即得羟基化碳纳米管；所述的碳纳米管为化学气相沉积法生产的单壁碳纳米管，直径2nm，管长100μm，纯 度99.5wt%，无定形碳杂5%，灰份杂质3wt%，比表面积700m²/g；

所述填料聚合链的制备方法包括以下步骤：

（1）、将纳米碳化硅9-16g在105℃下真空干燥，将纳米碳化硅分散于N,N-二甲基甲酰胺40g中30~60℃下超声分散30~45min，制得溶液A；

（2）、将二苯基甲烷二异氰酸酯20-24g、聚乳酸16-20g溶于N,N-二甲基甲酰胺40g中，制得溶液B，

（3）、将纳米银、1,5-萘二磺酸、5-羟甲基糠醛按照1：20：50~80比例于50~70℃下搅拌1~2h，制得溶液C，所述纳米银重量是纳米碳化硅重量的1/100；

（4）、将溶液B逐滴滴加到溶液A，再往溶液A中加入溶液C，50~60℃下搅拌反应2～3h，制得填料聚合链。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管改性阻燃性水性聚氨酯涂料或胶粘剂的制备方法，其特征在于所述偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷和单烷氧基钛酸酯偶联剂中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的碳纳米管改性阻燃性水性聚氨酯涂料或胶粘剂的制备方法，其特征在于所述聚合物多元醇为聚四氢呋喃醚二醇和聚碳酸酯二醇的任意一种。

4.根据权利要求1所述的碳纳米管改性阻燃性水性聚氨酯涂料或胶粘剂的制备方法，其特征在于所述多元醇型扩链剂为新戊二醇、一缩二乙二醇、1,4-丁二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇和聚己二酸己二醇酯二醇中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的碳纳米管改性阻燃性水性聚氨酯涂料或胶粘剂的制备方法，其特征在于所述异氰酸酯为TDI、MDI和PAPI中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的碳纳米管改性阻燃性水性聚氨酯涂料或胶粘剂的制备方法，其特征在于所述交联剂为环氧丙烷聚醚三元醇或者CX-100交联剂。

7.根据权利要求1所述的碳纳米管改性阻燃性水性聚氨酯涂料或胶粘剂的制备方法，其特征在于所述增粘剂为松香树脂、氢化松香树脂、萜烯树脂和C5石油树脂中的一种或几种。