本发明专利技术公开了一种石墨烯改性聚氨酯导电性涂料的制备方法，其步骤为部分还原氧化石墨烯，使其保留部分羟基；并通过羟基与异氰酸根反应改性异氰酸酯，将其作为制备水性聚氨酯的原料与低聚物二元醇、亲水剂、扩链剂合成导电型水性聚氨酯，由于部分还原的氧化石墨烯有良好的导电性和分散性，可以提高涂料的导电性能、力学性能、老化性能和耐水性能，该涂料可用于皮革，纺织，木材，金属材料及电子器件表面，以提高表面的抗静电、散热、耐水、耐老化、电磁屏蔽等性能。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
本专利技术涉及一种涂料的制备方法，特别涉及一种导电性涂料的制备方法。 技术背景 自从2004年英国曼彻斯顿大学的Geim和他的同事成功确认了石墨稀的存在，这种二 维片层结构的纳米材料就获得了科学家的广泛关注。因其兼具石墨和碳纳米管的很多优异 的性能，尤其是具有良好的导电性能、机械性能、热传导性、量子霍尔效应且无明显的生物 毒性等众多独特性能，因此在金属材料、高分子材料和无机非金属材料领域有很好的应用 前景。 导电涂料是近年来兴起并发展的一种新型特种涂料，它因为具有优越的抗静电和 电磁屏蔽性能而被广泛应用于橡胶，塑料和电子产品等领域。而在一些特殊场合，如寒冷地 区等，对导电涂料的导电、老化、强度和洗刷等性能要求比较高，而在涂料中加入纳米材料 可有效地提高导电涂料的导电、老化、强度和洗刷等性能，从而延长涂料的使用寿命，提高 涂料的档次。目前，采用纳米材料改性涂料的研宄已经有了很大的发展，但报道的文献中大 多采用机械共混或化学改性的方法（比如：一种氧化石墨烯/水性聚氨酯纳米复合材料的 制备方法，CN103254400A)，其缺点是由于氧化石墨烯自身的导电性不高，按照这类方法制 备的导电涂料的导电性也不能令人满意。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种石墨烯改性聚氨酯导电性涂料的制备方 法，通过对氧化石墨烯改性，提高水性聚氨酯涂料的导电性，用以解决氧化石墨烯/水性聚 氨酯材料导电性不高的问题。 本专利技术采用了以下技术方案： ，其特征在于按照以下步骤进行： (1) 、制备部分还原的氧化石墨烯（RGO):首先将0.5_2g氧化石墨烯置于去离子水中， 在超声清洗器中超声l_5h，超声功率200W，超声频率400KHz，超声温度20-50°C，制得氧化 石墨烯水分散液；然后在温度为40-100°C的条件下加入5-40g还原剂，反应0. 5-8h，得到均 匀稳定的RGO分散液；最后经反复离心过滤至上清液呈中性，取固体物干燥并研磨成粉； (2) 、制备改性异氰酸酯：取第一步产物0. 01-0. 5g加入到100mL脱水处理后的DMF中， 超声分散后，在20-100°C温度下，加入异氰酸酯5-50g，通氮气保护下搅拌反应2h，离心过 滤，取固体物于真空干燥箱60°C干燥48h ; (3) 、制备石墨烯改性聚氨酯导电涂料：取第（2)步产物0.05-5g，分散在N，N-二甲基甲 酰胺中，超声分散后，加入10_50g低聚物二元醇、0.5-3g二羟甲基丙酸，在通氮气保护下升 温至70-90°C，反应lh，加入5-25g的异氰酸酯继续反应lh，滴加质量比为1:2的二月桂酸 二丁基锡和三亚乙基二胺复合催化剂〇. 03-0. 5g，反应2h后，降温至40°C，加入l-4g三乙 胺，中和反应0. 5h，加去离子水调节pH成中性，降温后加入0. l-2g乙二胺，扩链反应0. 5h， 减压蒸馏得到石墨烯改性聚氨酯导电涂料。 所述的还原剂为柠檬酸，柠檬酸钠，硼氢化钠，抗坏血酸中的一种或两种以上任意 比例的混合物。 所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯、 异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或两种以上任意比例的混合物。 所述的低聚物二元醇为聚丙二醇、聚己内酯二醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚碳酸酯二 醇中的一种或两种以上任意比例的混合物。 所述的低聚物二元醇的数均分子量为600-2000g/mol。 所述的方法制备的导电性涂料应用于皮革，纺织，木材，金属材料表面，以及用于 抗静电、散热、耐水、耐老化、电磁屏蔽及电子器件领域。 本专利技术的积极效果在于： (1)、本专利技术利用还原剂将氧化石墨烯上的部分含氧官能团还原，保留羟基，利用异氰 酸根与羟基的反应，改性部分还原的氧化石墨烯，提高了水性聚氨酯涂料的导电性，解决了 氧化石墨烯/水性聚氨酯材料导电性不高的问题。所制备的涂料具有良好的导电性、机械 性能和耐老化性能。 (2)本专利技术在传统的水性聚氨酯聚合的基础上，利用改性后的异氰酸酯进行反应， 不改变传统的乳液聚合的操作方式，可靠易行。【具体实施方式】 下面结合实施例进一步说明本专利技术。 实施例一 (1) 、制备部分还原的氧化石墨烯（RGO):取氧化石墨烯0.5g置于200ml去离子水中， 在超声清洗器中超声lh，其超声功率200W，超声频率400KHz，超声温度20°C，制得氧化石墨 烯水分散液，在温度为40°C的条件下加入5g柠檬酸钠，反应0. 5h，得到均匀稳定的RGO分 散液。在8000转/分钟的条件下反复离心过滤至上清液呈中性，取固体物于50°C真空干燥 箱中干燥48h，取出研磨成粉； (2) 、制备改性异氰酸酯：取上述0.0 lgRGO加入到100mL脱水处理后的DMF中，超声分 散0. 5h后，在20°C温度下，加入异氟尔酮二异氰酸酯5g (用甲苯溶解)，通氮气保护，搅拌 反应2h，在8000转/分钟的条件下反复离心过滤，取固体物于真空干燥箱60°C干燥8h，得 到改性异氟尔酮二异氰酸酯； (3) 、制备RG0/WPU导电性涂料：在装有冷凝管、温度计、搅拌器的四口烧瓶中，取上述 0. 05g改性异氟尔酮二异氰酸酯分散在N，N-二甲基甲酰胺中，超声0. 5h，加入IOg聚丙二 醇、0. 5g二羟甲基丙酸，通氮气保护，升温至70°C，反应lh，加入5g的异氟尔酮二异氰酸酯 继续反应lh，滴加质量比为1:2的二月桂酸二丁基锡和三亚乙基二胺复合催化剂0. 03g，反 应2h后，降温至40°C，加入Ig三乙胺中和0. 5h，加去离子水调节pH成中性，降至室温，后 加0.1 g乙二胺扩链0. 5h，减压蒸馏后，得到石墨烯改性聚氨酯导电涂料，所述聚丙二醇的 数均分子量为2000g/mol。 实施例二 (1) 制备部分还原的氧化石墨烯（RGO):取氧化石墨烯2g置于200ml去离子水中，在超 声清洗器中超声5h，其超声功率200W，超声频率400KHz，超声温度50°C，制得氧化石墨烯水 分散液，在温度为l〇〇°C的条件下加入40g硼氢化钠，反应8h，得到均匀稳定的RGO分散液。 在8000转/分钟的条件下反复离心过滤至上清液呈中性，取固体物于50°C真空干燥箱中干 燥48h，取出研磨成粉； (2) 制备改性异氰酸酯：取上述0.1 gRGO加入到100mL脱水处理后的DMF中，超声分散 0. 5h后，在KKTC温度下，加入用既然苯溶解的1，6-己二异氰酸酯50g，通氮气保护，搅拌反 应2h，在8000转/分钟的条件下反复离心过滤，取固体物于真空干燥箱60°C干燥48h ; (3) 制备RG0/WPU导电性涂料：在装有冷凝管、温度计、搅拌器的四口烧瓶中，取上述5g 改性1，6-己二异氰酸醋分散在N, N-二甲基甲酰胺中，超声0. 5h，加入50g聚己内醋二醇、 3g二羟甲基丙酸，通氮气保护，升温至70-90°C，反应lh，加入25g的异氰酸酯继续反应lh， 滴加质量比为1:2的二月桂酸二丁基锡和三亚乙基二胺复合催化剂0. 5g，反应2h后，降温 至40°C，加入4g三乙胺中和0. 5h，加去离子水调节pH成中性，降至室温，后加2g乙二胺扩 链〇.5h，减压蒸馏后，得到石墨烯改性聚氨酯导电涂料，所述聚己内本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种石墨烯改性聚氨酯导电性涂料的制备方法，其特征在于按照以下步骤进行：（1）、制备部分还原的氧化石墨烯(RGO)：首先将0.5‑2g氧化石墨烯置于去离子水中，在超声清洗器中超声1‑5h，超声功率200W，超声频率400KHz，超声温度20‑50℃，制得氧化石墨烯水分散液；然后在温度为40‑100℃的条件下加入5‑40g还原剂，反应0.5‑8h，得到均匀稳定的RGO分散液；最后经反复离心过滤至上清液呈中性，取固体物干燥并研磨成粉；（2）、制备改性异氰酸酯:取第一步产物0.01‑0.5g加入到100ml脱水处理后的DMF中，超声分散后，在20‑100℃温度下，加入异氰酸酯5‑50g，通氮气保护下搅拌反应2h，离心过滤，取固体物于真空干燥箱60℃干燥48h；（3）、制备石墨烯改性聚氨酯导电涂料：取第（2）步产物0.05‑5g，分散在N,N‑二甲基甲酰胺中，超声分散后，加入10‑50g低聚物二元醇、0.5‑3g二羟甲基丙酸，在通氮气保护下升温至70‑90℃，反应1h，加入5‑25g的异氰酸酯继续反应1h，滴加质量比为1:2的二月桂酸二丁基锡和三亚乙基二胺复合催化剂0.03‑0.5g，反应2h后，降温至40℃，加入1‑4g三乙胺，中和反应0.5h，加去离子水调节pH成中性，降温后加入0.1‑2g乙二胺，扩链反应0.5h，减压蒸馏得到石墨烯改性聚氨酯导电涂料。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王全杰，王闪闪，刁屾，段宝荣，张萌萌，丁海燕，王小龙，栾俊，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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