[发明专利]一种基于改性石墨烯的水性阻燃自修复聚氨酯的制备方法

权利要求书

1.一种基于改性石墨烯的水性阻燃自修复聚氨酯的制备方法，其特征在于该水性阻燃自修复聚氨酯由水性自修复聚氨酯改性氮磷硅修饰纳米氧化石墨烯和含双硒键水性自修复聚氨酯组成，其原料组分的配比如下：

氧化石墨烯 4.5~13.5

氨基环三磷腈 0.1~0.3

4-二甲氨基吡啶 0.01~0.02

异氰酸酯基硅烷 0.1~0.3

高分子二醇 22.5~67.5

二异氰酸酯 13.5~22.5

亲水扩链剂 1.4~4.0

二月桂酸二丁基锡 0.01~0.02

双硒二醇 2.8~6.3

三乙胺 1.4~3.5

去离子水 200~400

异佛尔酮二胺 7.0~14.0

所述基于改性石墨烯的水性阻燃自修复聚氨酯是通过以下特定方法制备的：

（1）将1mg/mL的氧化石墨烯水分散液置于含磁力搅拌子的单口烧瓶中，加入氨基环三磷腈、4-二甲氨基吡啶，在氮气保护下室温反应12~24h，离心、干燥得氮磷修饰氧化石墨烯；

（2）将氮磷修饰氧化石墨烯分散于8~12倍氮磷修饰氧化石墨烯质量的有机溶剂中，加入异氰酸酯基硅烷，在氮气保护下65~85℃反应24~48h，室温下用超声波细胞粉碎机超声粉碎4~8h，离心干燥得到粒径小于100nm的氮磷硅修饰纳米氧化石墨烯；

（3）将三口烧瓶、搅拌器和加料管于100~110℃干燥1~3h后，取出置于干燥器中充分冷却；

（4）将氮磷硅修饰纳米氧化石墨烯、高分子二醇、亲水扩链剂、二月桂酸二丁基锡加入带有搅拌装置的三口烧瓶中，在氮气保护下加入前述的氮磷硅修饰纳米氧化石墨烯、高分子二醇、亲水扩链剂和二月桂酸二丁基锡总质量1~3倍的有机溶剂使原料充分分散后，在75~85℃氮气保护下搅拌加入二异氰酸酯，反应2~3h，降温至50~60℃，再加入双硒二醇封端，在氮气保护下反应3.5~5.5h，最后降温至35~45℃加入三乙胺中和25~45min，用高速搅拌机在1200~1800r/min下剪切乳化，加入前述的氮磷硅修饰纳米氧化石墨烯、高分子二醇、亲水扩链剂、二月桂酸二丁基锡、二异氰酸酯、双硒二醇和三乙胺总质量3~4倍的去离子水，乳化30~50min后，在40℃真空度0.09MPa下减压除有机溶剂，得到双硒二醇封端的水性自修复聚氨酯改性氮磷硅修饰纳米氧化石墨烯；

（5）重复步骤（3）后，将高分子二醇、亲水扩链剂、二月桂酸二丁基锡加入带有搅拌装置的三口烧瓶中，在75~85℃氮气保护下搅拌加入二异氰酸酯，反应2~3h，降温至50~60℃，再加入双硒二醇扩链，在氮气保护下反应3.5~5.5h，最后降温至35~45℃加入三乙胺中和25~45min，用高速搅拌机在1200~1800r/min下剪切乳化，加入异佛尔酮二胺以及前述的高分子二醇、亲水扩链剂、二月桂酸二丁基锡、二异氰酸酯、双硒二醇和三乙胺总质量3~4倍的去离子水，乳化30~50min后，得到异佛尔酮二胺封端的含双硒键水性自修复聚氨酯；

（6）将水性自修复聚氨酯改性氮磷硅修饰纳米氧化石墨烯与含双硒键水性自修复聚氨酯按质量比5：95~15：85混合，在500~1000r/min下搅拌2~3h，得到基于改性石墨烯的水性阻燃自修复聚氨酯。

2.根据权利要求1所述的基于改性石墨烯的水性阻燃自修复聚氨酯的制备方法，其特征在于：氨基环三磷腈为六氨基环三磷腈及其衍生物中的一种；有机溶剂为丁酮、丙酮、二甲基甲酰胺中的一种；异氰酸酯基硅烷为异氰酸丙基三甲氧基硅烷、异氰酸丙基三乙氧基硅烷中的一种；高分子二醇为聚四氢呋喃醚二醇、聚氧化丙烯二醇、聚己内酯二醇中的一种；亲水扩链剂为二羟基甲基丙酸、二羟基甲基丁酸中的一种；二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种；双硒二醇为2，2’-二硒二乙醇、3，3’-二硒二丙醇中的一种。