一種紫外屏蔽抗靜電復合涂層及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于功能型聚氨酯復合材料領域，特別涉及一種紫抗靜電外屏蔽復合涂層及其制備方法。
【背景技術】
[0002]聚氨酯涂層已在合成革、皮革涂飾劑、墻體涂料中廣泛的應用，在日用品及工業用品發揮著越來越大的作用。但傳統的聚氨酯涂層由于其性能單一，已不能滿足工業的需求，使其應用領域受到嚴重的限制。近年來，聚氨酯涂層朝著功能化方向發展，如防水、防油、抗污、抗靜電、紫外屏蔽、耐光等特殊的使用性能已成為研究的熱點。
[0003]在眾多納米材料中，石墨烯具有良好的電子傳導性能、機械性能，將少量石墨烯添加到高分子聚合物中就能有效地改善母體材料的性能。而納米Ti02由于其特殊的可見光透明和紫外光屏蔽能力被廣泛應用于涂料、橡膠、塑料、油墨、化妝品和紡織等行業。本研究利用石墨烯導電作用及納米T12的紫外光屏蔽能力，制備出紫外屏蔽抗靜電復合涂層。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種紫外屏蔽抗靜電復合涂層及其制備方法。該方法制備的紫外屏蔽抗靜電復合涂層具有良好的機械性能、紫外屏蔽及抗靜電作用。
[0005]為達到上述目的，本發明采用的技術方案包括:
[0006]本發明選用采用鈦酸酯偶聯劑及鋁鋯偶聯劑分別對石墨烯及T12進行改性，制備出具有良好親油性的石墨烯及納米T12,從而提高其在有機相中的分散性。
[0007]本發明選用工藝成熟的溶劑型聚氨酯樹脂為基體，通過超聲共混方將所制備的改性石墨烯及改性納米T12分散在聚氨酯中，制備出抗靜電紫外屏蔽復合涂層。
[0008]本發明制得的抗靜電紫外屏蔽復合涂層中，由于納米粒子經過有機改性，其在聚氨酯涂層中分散性好。所制備的聚氨酯膜的最大拉伸強度為24471.8kPa，斷裂伸長率為570.5%，抗靜電紫外屏蔽復合涂層的紫外吸收率幾乎可達到100%，其表面電阻率可達0.121-0.130 X 19 Ω / 口，同時在紫外光照下表現出良好的耐光性及耐老化性能。
【具體實施方式】
[0009]實施例1:
[0010]I)采用Hummers方法制備氧化石墨稀
[0011]取400目的石墨粉5g和2.5g硝酸鈉加入到10mL的濃硫酸中，在冰水浴中反應Ih，稱取20g高錳酸鉀加入到上述浴液中，在3°C下反應1.5h，將混合液移入35°C溫水浴中，繼續攪拌2h;滴加240mL蒸餾水于混合液，并控制溫度為98°C，保持15min;然后加入550mL去離子水及30mL質量分數為30 %的雙氧水，待浴液為亮黃色時，終止實驗，并用的鹽酸及去離子水進行多次洗滌使浴液成中性，再用無水乙醇進行洗滌，得到氧化石墨醇溶液。將得到的全部石墨醇溶液超聲30min，然后轉入100mL的三口燒瓶中，加入7.5g鈦酸酯偶聯劑KR-12，在60°C下反應2h，然后升溫至85°C，加入硼氫化鈉0.5g，反應6h，然后離心、洗滌，真空冷凍干燥，制備出有機改性石墨烯。
[0012]2)有機改性T12的制備
[0013]然后將Ig納米T12粒子與10mL無水乙醇超聲30min，再轉入到三口燒瓶中，加入0.仏鋁鋯偶聯劑1^-139，65°(:水浴反應211，經離心、洗滌，真空60°(:干燥2411，即得改性納米T12粒子。
[0014]3)紫外屏蔽抗靜電復合涂層的制備
[0015]通過超聲共混將I%的有機改性石墨烯及4%有機改性T12分到DMF溶劑中，然后加入聚氨酯樹脂基體，其用量為DMF溶劑的30%，制備出抗靜電紫外屏蔽復合涂層。
[0016]實施例2:
[0017]I)采用Hummers方法制備氧化石墨稀
[0018]取400目的石墨粉5g和2.5g硝酸鈉加入到10mL的濃硫酸中，在冰水浴中反應Ih，稱取20g高錳酸鉀加入到上述浴液中，在3°C下反應1.5h，將混合液移入35°C溫水浴中，繼續攪拌2h;滴加240mL蒸餾水于混合液，并控制溫度為98°C，保持15min;然后加入550mL去離子水及30mL質量分數為30 %的雙氧水，待浴液為亮黃色時，終止實驗，并用的鹽酸及去離子水進行多次洗滌使浴液成中性，再用無水乙醇進行洗滌，得到氧化石墨醇溶液。將得到的全部石墨醇溶液超聲30min，然后轉入100mL的三口燒瓶中，加入5g鈦酸酯偶聯劑KR-TTS，在60°C下反應2h，然后升溫至85°C，加入硼氫化鈉1.5g，反應6h，然后離心、洗滌，真空冷凍干燥，制備出有機改性石墨烯。
[0019]2)改性T12的制備
[0020]然后將Ig納米T12粒子與10mL無水乙醇超聲30min，再轉入到三口燒瓶中，加入0.2g鋁鋯偶聯劑LD-139,650C水浴反應2h，經離心、洗滌，真空60°C干燥24h，即得有機改性的納米Ti 02粒子。
[0021]3)紫外屏蔽抗靜電復合涂層的制備
[0022]通過超聲共混將2%的有機改性石墨烯及4%有機改性T12分至IjDMF溶劑中，然后加入聚氨酯樹脂基體，其用量為DMF溶劑的40%，制制備出紫外屏蔽抗靜電復合涂層。
[0023]實施例3:
[0024]I)采用Hummers方法制備氧化石墨稀
[0025]取400目的石墨粉5g和2.5g硝酸鈉加入到10mL的濃硫酸中，在冰水浴中反應Ih，稱取20g高錳酸鉀加入到上述浴液中，在3°C下反應1.5h，將混合液移入35°C溫水浴中，繼續攪拌2h;滴加240mL蒸餾水于混合液，并控制溫度為98°C，保持15min;然后加入550mL去離子水及30mL質量分數為30 %的雙氧水，待浴液為亮黃色時，終止實驗，并用的鹽酸及去離子水進行多次洗滌使浴液成中性，再用無水乙醇進行洗滌，得到氧化石墨醇溶液。將得到的全部石墨醇溶液超聲Ih，然后轉入100mL的三口燒瓶中，加入2.5g鈦酸酯偶聯劑KR-TTS，在65°C下反應3h，然后升溫至85°C，加入硼氫化鈉Ig，反應6h，然后離心、洗滌，真空冷凍干燥，制備出有機改性石墨烯。
[0026]2)有機改性T12的制備
[0027]然后將Ig納米與10mL無水乙醇超聲30min，再轉入到三口燒瓶中，加入0.4g鋁鋯偶聯劑LD-139 ,65 0C水浴反應2h，經離心、洗滌，真空60 °C干燥24h，即得有機改性的納米T12粒子。
[0028]3)紫外屏蔽抗靜電復合涂層的制備
[0029]通過超聲共混將I%的有機改性石墨烯及3%有機改性T12分到DMF溶劑中，然后加入聚氨酯樹脂基體，其用量為DMF溶劑的40%，制備出紫外屏蔽抗靜電復合涂層。
[0030]上述實施例1?3所制備的紫外屏蔽抗靜電復合涂層良好的機械性能、抗靜電及紫外屏蔽性能。
[0031]本發明的內容不限于實施例所列舉，本領域普通技術人員通過閱讀本發明說明書而對本發明技術方案采取的任何等效的變換，均為本發明的權利要求所涵蓋。
【主權項】
1.一種紫外屏蔽抗靜電復合涂層及其制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)改性石墨稀的制備(用HrnnmerS制備氧化石墨稀) 取400目的石墨粉5g和2.5g硝酸鈉加入到10mL的濃硫酸中，在冰水浴中反應Ih，稱取20g高錳酸鉀加入到上述浴液中，在3°C下反應1.5h，將混合液移入35°C溫水浴中，繼續攪拌2h;滴加240mL蒸餾水于混合液，并控制溫度為98°C，保持15min;然后加入550mL去離子水及30mL質量分數為30 %的雙氧水，待浴液為亮黃色時，終止實驗，并用的鹽酸及去離子水進行多次洗滌使浴液成中性，再用無水乙醇進行洗滌，得到氧化石墨醇溶液。將得到的全部氧化石墨醇溶液超聲30min-lh，然后轉入100mL的三口燒瓶中，加入改性劑2.5-7.5g，在60 °C-700C下反應2-3h，然后升溫至850C，加入硼氫化鈉2.5-7.5g，反應5_7h，然后離心、洗滌，真空冷凍干燥，制備出有機改性石墨烯。 2)有機改性T12的制備 然后將Ig納米T12粒子和10mL無水乙醇超聲30min-lh，再轉入到三口燒瓶中，加入0.18-0.48鋁鋯偶聯劑0)-139，65°(:反應301^11，經離心、洗滌，真空60°(:干燥2411，即得改性T12粒子。 3)紫外屏蔽抗靜電復合涂層的制備 通過超聲法將有機改性石墨烯及有機改性T12均勻地散分到DMF溶劑中，然后加入聚氨酯樹脂基體，其用量為DMF用量的30%-40%，制備出一種紫外屏蔽抗靜電復合涂層。2.如權利要求1所述一種紫外屏蔽抗靜電復合涂層及其制備方法，其特征在于: 1)改性劑為單烷氧基型鈦酸酯偶聯劑KR-12及KR-TTS。 2)在紫外屏蔽抗靜電復合涂層的制備中有機改性的石墨烯的引入量為聚氨酯樹脂的1-2%，有機改性T12的引入量為聚氨酯樹脂的3-4 %。3.根據權利要求1所述一種紫外屏蔽抗靜電復合涂層及其制備方法，其特征在于:所述納米Ti02的粒徑為20-50nm，晶型為金紅石型。4.根據權利要求1所述一種紫外屏蔽抗靜電復合涂層及其制備方法，其特征在于:所述聚氨酯樹脂為溶劑型。5.根據權利要求1所述一種紫外屏蔽抗靜電復合涂層及其制備方法，其特征在于:涂層的制備方法為干法制備。
【專利摘要】本發明公開了一種紫外屏蔽抗靜電復合涂層及其制備方法，本發明將氧化石墨醇溶液進行離心、超聲處理，加入鈦酸酯偶聯劑進行改性，再經硼氫化鈉對改性后的氧化石墨烯進行還原處理，經離心洗滌后，對其冷凍干燥，制備出有機改性石墨烯。將納米二氧化鈦加入到無水乙醇基體中進行超聲，在加入改性劑對納米二氧化鈦進行改性，反應結束后用無水乙醇進行洗滌烘干，得到有機改性納米二氧化鈦。通過超聲共混使有機改性石墨烯及有機改性納米二氧化鈦均勻地分散到聚氨酯中，得到紫外屏蔽抗靜電復合涂層。本發明利用石墨烯及納米TiO2抗靜電及紫外屏蔽性能，借助改性納米粒子表面的有機基團與聚氨酯樹脂基體“橋鍵”作用，提高無機納米粒子在有機體系中的分散。
【IPC分類】C09D175/04, C09D7/12
【公開號】CN105602433
【申請號】CN201610190063
【發明人】段徐賓, 尹岳濤, 王文琪, 徐林英, 楊三飛, 施一葦
【申請人】晉江市眾信超纖科技有限公司, 中國皮革和制鞋工業研究院（晉江）有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年3月30日