【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚脲涂料，尤其涉及一种水性聚脲涂料及其制备方法、水性聚脲涂层及其应用。
技术介绍
1、随着全球环保意识的提高和可再生能源技术的不断成熟，新能源汽车已成为汽车行业发展的主流趋势。新能源汽车的发展不仅能够减轻对传统燃油资源的依赖，降低环境污染，还能促进汽车产业的转型升级。在各国政府加大环保力度的背景下，新能源汽车的市场需求持续增长。根据中国汽车工业协会所公布的数据，2022年新能源汽车持续爆发式增长，全年销量超680万辆，市场占有率提升至25.6%。随着新能源汽车的火热，越来越多消费者会选择新能源汽车。而新能源汽车的安全问题，也逐渐成为大众关注的重点。
2、新能源电动汽车的最大安全隐患来自动力电池，动力电池在充电和放电的过程中都会产生大量的热量，老化的电池容易出现过充、过放、过温乃至电动汽车自燃等异常现象。此外，汽车在遭受猛烈撞击之后很容易让电池里面的化学物质产生反应引起爆炸、火灾等安全隐患。
3、此外，新能源汽车电池的工作状态容易受到温度的影响。在夏天气温较高，尤其是在南方，气温最高可达40 ℃以上，高温下电池箱内部的温度上升较快，电池的容量也会较快衰减，严重影响电池寿命。在冬天气温低时，特别是在东北地区，气温低至-30 ℃，电池箱内部会在短时间内降温较多，低温下电池快充有安全风险，并且电池能量得不到充分释放，新能源汽车续航能力大幅下降。而且，电池使用过程中若发生燃烧事故，箱体温度会上升，金属材料发热将会引发周边易燃易爆物的燃烧甚至爆炸。
4、gb 18384-2020《电动汽车安
5、中国专利技术专利申请201810459244.4公开了一种针对新能源汽车电池箱体用的防腐防火涂料，其按照质量分数包括以下组分：环氧树脂10~20%、氯化橡胶3~11%、聚酰胺树脂4~14%、磷酸二氢铝5~15%、丙三醇4~14%、四溴双酚a 5~15%、硅油溶液0.5~1%、玻璃纤维5~15%、环己酮3~13%、磷酸锌2~12%、200号溶剂汽油6~16%、助剂2.5~5%。该专利技术中的涂料添加了溴系阻燃剂四溴双酚a，溴系阻燃剂不仅会在聚合物体系中发生迁移，也会在生物体内累积产生毒性，会对人类健康和环境造成危害。同时该技术中的涂料的导热性能有待提高，难以兼具导热性能和防爆性能。
6、中国专利技术专利申请201711288449.2公开了一种用于新能源汽车电池箱体的阻燃防水涂料，其原料按重量份包括如下组分：丙烯酸乙酯30~60份、阻燃剂15~30份、水30~60份、滑石粉0~10份、高铝矾土0~10份、钛白粉0~10份、分散剂1~3份、成膜助剂0.5~1份、消泡剂0.5~1份和过硫酸铵3~5份，阻燃剂为聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇的混合物。该专利技术中所用的是添加型阻燃剂，通过简单的物理混合，把阻燃剂添加到涂料中。添加型阻燃剂与聚合物树脂存在相容性问题，添加过量的阻燃剂不仅会牺牲聚合物材料本身的力学性能，而且阻燃剂易游离于聚合物基体外，导致阻燃的耐久性下降，并造成污染，对人体产生不利影响。同时该技术中的涂料的隔热性能有待提高，难以兼具导热性能和防爆性能。
7、因此，如何提供一种兼具导热性能和防爆性能的涂料，对于新能源汽车行业今后的发展至关重要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种水性聚脲涂料及其制备方法、水性聚脲涂层及其应用，解决现有新能源汽车电池箱体涂料无法兼具导热性能和防爆性能的问题。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种水性聚脲涂料，包括以下质量份数的制备原料：
4、氧化石墨烯改性聚醚胺100~200份，二异氰酸酯100~200份，超支化聚胺50~150份，封端单体300~400份，甲基丙烯磺酸25~50份，水50~100份。
5、优选的，所述氧化石墨烯改性聚醚胺的制备方法为：
6、在室温条件下，将聚醚胺和氧化石墨烯分散在有机溶剂中，将所得混合物与脱水剂混合，在20~50℃反应12~24 h，得到氧化石墨烯改性聚醚胺；
7、所述聚醚胺的分子量为2000~5000；
8、所述聚醚胺与氧化石墨烯的质量比为2~3:1。
9、优选的，所述二异氰酸酯包括tdi、ipdi、mdi、hdi和hmdi中的一种或几种。
10、优选的，所述超支化聚胺的制备方法包括：
11、将乙二胺与甲醇在保护气氛下0~10℃混合，向所得混合物中逐滴加入丙烯酸甲酯，升温至30~50 ℃反应12~24 h，减压蒸馏，得到超支化聚胺；
12、所述乙二胺与甲醇的质量比为1:2~6；所述保护气氛为氮气。
13、优选的，所述封端单体的制备方法为：
14、将甲基环己二胺与异氰酸酯丙烯酸乙酯混合，在保护气氛中进行化合反应，得到封端单体；
15、所述甲基环己二胺与异氰酸酯丙烯酸乙酯的质量比为2:1~2；
16、所述保护气氛为氮气；所述化合反应的温度为0~10 ℃，时间为30~60 min。
17、本专利技术提供了上述技术方案所述水性聚脲涂料的制备方法，包括以下步骤：
18、将氧化石墨烯改性聚醚胺、二异氰酸酯和超支化聚胺混合，进行第一反应，将所得产物与封端单体混合，进行第二反应，得到中间产物；
19、将所述中间产物与甲基丙烯磺酸混合，进行第三反应后，将所得产物与水混合，进行剪切分散，得到水性聚脲涂料。
20、优选的，所述氧化石墨烯改性聚醚胺、二异氰酸酯和超支化聚胺混合的温度为0~10 ℃；所述第一反应的温度为0~10 ℃，时间为20~30 min；所述第二反应的温度为0~10℃，时间为20~30 min；所述第三反应的温度为0~10℃，时间为10~20 min；所述剪切分散的搅拌转速为100~150 r/min，时间为40~60 min。
21、本专利技术提供了一种水性聚脲涂层，制备原料包括上述技术方案所述水性聚脲涂料、导热填料和多面空心球形阻隔抑爆材料；所述导热填料包括氧化镁和氧化铝。
22、优选的，所述水性聚脲涂料与导热填料的质量比为12~13：1~2；所述氧化铝与氧化镁的质量比为1~2：1~2；所述水性聚脲涂料与多面空心球形阻隔抑爆材料的质量比为10~12:1~2；所述氧化铝的粒径为20~本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水性聚脲涂料，其特征在于，包括以下质量份数的制备原料：
2.根据权利要求1所述的水性聚脲涂料，其特征在于，所述氧化石墨烯改性聚醚胺的制备方法为：
3.根据权利要求1所述的水性聚脲涂料，其特征在于，所述二异氰酸酯包括TDI、IPDI、MDI、HDI和HMDI中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的水性聚脲涂料，其特征在于，所述超支化聚胺的制备方法包括：
5.根据权利要求1所述的水性聚脲涂料，其特征在于，所述封端单体的制备方法为：
6.权利要求1~5任一项所述水性聚脲涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯改性聚醚胺、二异氰酸酯和超支化聚胺混合的温度为0~10 ℃；所述第一反应的温度为0~10 ℃，时间为20~30min；所述第二反应的温度为0~10 ℃，时间为20~30 min；所述第三反应的温度为0~10℃，时间为10~20 min；所述剪切分散的搅拌转速为100~150 r/min，时间为40~60 min。
8.一种水性
9.根据权利要求8所述的水性聚脲涂层，其特征在于，所述水性聚脲涂料与导热填料的质量比为12~13:1~2；所述氧化铝与氧化镁的质量比为1~2:1~2；所述水性聚脲涂料与多面空心球形阻隔抑爆材料的质量比为10~12:1~2；所述氧化铝的粒径为20~30 nm，氧化镁的粒径为5~10 μm，所述多面空心球形阻隔抑爆材料的粒径为50~100 nm。
10.权利要求8或9所述水性聚脲涂层在新能源汽车电池外壳涂层中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种水性聚脲涂料，其特征在于，包括以下质量份数的制备原料：
2.根据权利要求1所述的水性聚脲涂料，其特征在于，所述氧化石墨烯改性聚醚胺的制备方法为：
3.根据权利要求1所述的水性聚脲涂料，其特征在于，所述二异氰酸酯包括tdi、ipdi、mdi、hdi和hmdi中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的水性聚脲涂料，其特征在于，所述超支化聚胺的制备方法包括：
5.根据权利要求1所述的水性聚脲涂料，其特征在于，所述封端单体的制备方法为：
6.权利要求1~5任一项所述水性聚脲涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯改性聚醚胺、二异氰酸酯和超支化聚胺混合的温度为0~10 ℃；所述第一反应的温度为0~10 ℃，时间为20~30min；所述第二反应的温...
【专利技术属性】
技术研发人员：张正启，唐志勇，田华峰，
申请(专利权)人：山东航海新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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