CN105567050A - 一种氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液的制备方法 - Google Patents

一种氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及水性聚丙烯酸酯乳液改性方法。一种氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液的制备方法，是首先异氰酸酯与聚醚胺反应制得聚脲预聚体，再将聚脲预聚体与丙烯酸羟乙酯反应制得双键封端的聚脲预聚体，然后将双键封端的聚脲预聚体、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酰胺作为乳液聚合单体，采用预乳化半连续种子乳液聚合工艺制备出聚脲改性聚丙烯酸酯乳液；再将氧化石墨烯超声分散在去离子水中制得氧化石墨烯水溶液，最后将氧化石墨烯水溶液边搅拌边加入到聚脲丙烯酸酯乳液中，得到氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液。所制得的乳液均一、稳定、对基材附着力强，固化膜具有较好的力学性能、耐水性、耐磨性、耐候性，可以在建筑物涂料、织物整理、家具、木材、工业防护、皮革等领域加以应用。

Description

一种氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液的制备方法
技术领域
本发明涉及一种氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液的制备方法，具体的说提供了一种以氧化石墨烯和聚脲为改性剂的改性聚丙烯酸酯乳液的制备方法，属于高分子材料领域。
背景技术
随着人们环保意识的增强，水性涂料已成为涂料发展的一个重要方向。在水性涂料中占绝对优势的产品是乳胶涂料，其中丙烯酸酯类乳胶涂料因具有优良的性能而备受欢迎。但是常规丙烯酸酯乳液存在胶膜拉伸强度和断裂伸长率低、低温变脆、高温变粘、耐水性不好、耐擦洗性能不好等缺点，限制了它的应用范围和使用价值。
聚脲是在20世纪末从聚氨酯基础上发展起来的新一代产品，可以看成是第五代新型绿色环保涂料。它主要是由异氰酸酯化合物与氨基化合物反应生成的一类含有脲基的高分子聚合物的总称。而聚脲分子中的脲键又可以通过氢键相互作用形成更高密度的氢键，这种结构赋予了聚脲材料较高的拉伸强度抗冲击性、伸长率和耐磨性等。除了具有优异的力学性能之外，聚脲材料的防水性、耐高低温性(低至-40℃，高达200℃)、耐介质性等性能也都非常优异，但其也有明显缺点，耐酸碱性差、价格昂贵、易变黄等。基于聚脲上述特点，将其作为聚丙烯酸酯乳液改性剂能形成一定的互补作用,能克服各自的缺点，发挥各自的优势。
氧化石墨烯是石墨经由强氧化剂氧化后可以制备成氧化石墨片层，含有大量的含氧极性基团，如羟基、羧基、环氧基等。相比于石墨烯，氧化石墨烯不仅具有石墨烯高硬度、高强度的特点，还具有在水和极性有机溶剂中的良好分散性。因此，近年来以氧化石墨烯母体制备的氧化石墨烯纳米复合材料显示出了非常优越的性能，受到人们越来越多的重视。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液的制备方法，该方法制备的氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液具有优异的稳定性和成膜性，其固化膜吸水率低、硬度较高、耐磨性好、力学性能优异。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)按二异氰酸酯【如异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)】、聚醚胺(如：D-2000)、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯(HEA)的配比为：3.4g～10.2g:14.5g～43.5g:160g:1.8～5.4g，选取二异氰酸酯、聚醚胺、丙烯酸丁酯和丙烯酸羟乙酯；
将二异氰酸酯【如异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)】溶解在1/2的丙烯酸丁酯(即80g)中，得到溶液A；将聚醚胺(D-2000)溶解在剩余的丙烯酸丁酯中，得到溶液B；然后将上述溶液A和溶液B加入到烧瓶中，在40℃下搅拌0.5h，然后升温至70-80℃，反应3h，最后加入丙烯酸羟乙酯(HEA)，反应2.5h，制得双键封端的聚脲预聚体；
2)按甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酰胺和双键封端的聚脲预聚体、阴子型乳化剂、非离子型乳化剂、水的配比为：80g:80g:1.6g～3.2g:19.7g～59.1g:1.6g:3.2g:160g，选取甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酰胺和双键封端的聚脲预聚体、阴子型乳化剂、非离子型乳化剂、水，备用；
将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酰胺和双键封端的聚脲预聚体混合，组成油相(制备甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酰胺和双键封端的聚脲预聚体混合物)；将阴子型乳化剂和非离子型乳化剂溶解在水中，组成水相；然后将水相和油相混，在40℃下高速搅拌(在40℃下以10000转/分钟转速高速搅拌)，制得单体预乳化液；
按甲基丙烯酸甲酯、碳酸氢钠、聚丙烯酸钠的配比为：80g:1.04g:0.32g，选取碳酸氢钠、聚丙烯酸钠；按过硫酸盐(过硫酸盐类引发剂，如过硫酸钾)为甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸正丁酯总质量的0.5％(0.5％表示引发剂占主单体的质量分数)，选取过硫酸盐(如过硫酸钾)，按过硫酸盐与水的配比为：0.8g:16～20g将过硫酸盐与水配成过硫酸盐水溶液(即浓度为0.04～0.05g/cm3)；向容器(如：烧瓶)中加入1/5～1/3单体预乳化液、以及碳酸氢钠和聚丙烯酸钠，开始升温、快速搅拌，充分混合；待温度升至70～90℃时，快速滴加1/5～1/3过硫酸盐水溶液；待乳液泛蓝光时，同时滴加剩余的过硫酸盐水溶液和单体预乳化液，分批滴加，2～4小时内完成；继续保温反应2小时，自然冷却至室温，用标准试验筛趁热过滤出料，并用氨水调节乳液pH值至7～8，即得到聚脲丙烯酸酯乳液，装瓶备用；
3)按甲基丙烯酸甲酯、氧化石墨烯的配比为：80g:0.36g～1.8g，选取氧化石墨烯(粉体)；按照1:100的质量比例，将氧化石墨烯(粉体)溶解在去离子水中，然后在60℃下超声分散0.5～2h，制得氧化石墨烯水溶液；将氧化石墨烯水溶液边搅拌边缓慢加入到聚脲丙烯酸酯乳液中，在40～80℃超声分散1h，即得到氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液。
本发明中，氧化石墨烯粉体是通过Hummers法合成，也可以通过其它方法合成。
本发明中，二异氰酸酯可以选用异氟尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯等中的一种；聚醚胺可以是D-230、D-400、D-2000等中的一种。
本发明中，乳化剂使用了非离子型表面活性剂。作为非离子型表面活性剂可以举出烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基苯基醚类，但是本不限于这些。更具体的说，作为烷基酚聚氧乙烯醚可以举出辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚等。聚氧乙烯烷基苯基醚类可以举出聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚等。
本发明中，乳化剂使用了阴离子型表面活性剂。作为阴离子型表面活性剂可以举出烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、聚氧乙烯烷基苯基醚类硫酸盐、聚氧乙烯烷基醚类硫酸盐，但是并不限于这些。更具体的说，作为烷基磺酸盐可列举出十二烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠；作为烷基硫酸盐可以列举出十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠。作为聚氧乙烯烷基苯基醚类硫酸盐等可以列举出聚氧乙烯辛基苯基醚硫酸胺、聚氧乙烯壬基苯基醚硫酸盐。作为聚氧乙烯烷基醚类硫酸盐可以列举出聚氧乙烯鯨蜡基醚硫酸胺、聚氧乙烯月桂基醚硫酸钠。
本发明的组合物中，丙烯酸酯类单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酸环氧丙酯、丙烯酸、苯乙烯等，但是并不限于这些。
本发明中，所用引发剂为过硫酸盐类引发剂。过硫酸盐可以列举出过硫酸钾或过硫酸胺。
本发明的有益效果是：结合聚丙烯酸酯、聚脲和氧化石墨烯三者的优点，制备出的乳液均一稳定、对基材有很好的附着力，室温成膜，成膜后胶膜的表面性能好、力学性能好、耐热性、耐磨性好，且吸水率低。具有优异的稳定性和成膜性，其固化膜吸水率低、硬度较高、耐磨性好、力学性能优异，因此可以在要求耐摩擦、耐热性、耐老化和不粘性的领域由于基材的表面改性，如在建筑物涂料、织物整理、家具、木材、工业防护、皮革等领域加以应用。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的技术给予进一步地说明。
改进Hummers法制得氧化石墨烯：
取1.2g鳞片石墨和2.0g硝酸钠加入到三口烧瓶中，在搅拌条件下，向烧瓶中加入70mL的98wt％浓硫酸，保持反应温度0～10℃，反应1h。然后匀速向烧瓶中加入6g高锰酸钾，2h左右加完，反应24h，升温至35℃，加入300mL去离子水，搅拌30min，升温至98℃，加入400mL去离子水，搅拌30min；加30wt％的过氧化氢100mL低速离心水洗除过量的酸和其它副产物，离心过滤，冷冻干燥得到氧化石墨烯片，研磨得到氧化石墨烯(粉体)。
实施例1：
将3.4g异氟尔酮异氰酸酯(IPDI)和14.5g聚醚胺(D-2000)分别溶解在80g丙烯酸丁酯中，然后将上述两种溶液加入到烧瓶中，在40℃下搅拌0.5h，然后升温至70℃，反应3h，最后加入1.8g丙烯酸羟乙酯反应2.5h，制得双键封端的聚脲预聚体。
将80g甲基丙烯酸甲酯、80g丙烯酸正丁酯、1.6g丙烯酰胺和19.7g双键封端的聚脲预聚体混合物，组成油相；将1.6g十二烷基硫酸钠和3.2g辛基酚聚氧乙烯醚溶解在160g水中，组成水相，然后将水相和油相混，在40℃下以10000转/分钟转速高速搅拌，制得单体预乳化液。向烧瓶中加入1/4单体预乳化液、1.04g碳酸氢钠和0.32g聚丙烯酸钠，开始升温、快速搅拌0.5h，充分混合。待温度升至80℃时，快速滴加1/3过硫酸钾(KPS)水溶液(所用的过硫酸钾为甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸正丁酯总质量的0.5％，浓度为0.04～0.05g/cm3)。待乳液泛蓝光时，同时滴加剩余的过硫酸钾(KPS)水溶液和单体预乳化液，分批滴加，3小时内完成。继续保温反应2小时，自然冷却至室温，用标准试验筛趁热过滤出料，并用氨水调节乳液pH值至7～8，即得到聚脲丙烯酸酯乳液，装瓶备用。
取0.36g氧化石墨烯溶解在36g去离子水中，然后在60℃下超声分散1h，制得氧化石墨烯水溶液。将氧化石墨烯水溶液边搅拌边缓慢加入到聚脲丙烯酸酯乳液中，在40℃超声分散1h，即得到了氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液A-1。
实施例2：
将6.8g异氟尔酮异氰酸酯(IPDI)和29.0g聚醚胺(D-2000)分别溶解在80g丙烯酸丁酯中，然后将上述两种溶液加入到烧瓶中，在40℃下搅拌0.5h，然后升温至80℃，反应3h，最后加入3.6g丙烯酸羟乙酯反应2.5h，制得双键封端的聚脲预聚体。
将80g甲基丙烯酸甲酯、80g丙烯酸正丁酯、1.6g丙烯酰胺和39.4g双键封端的聚脲预聚体混合物，组成油相；将1.6g十二烷基硫酸钠和3.2g辛基酚聚氧乙烯醚溶解在160g水中，组成水相，然后将水相和油相混，在40℃下以10000转/分钟转速高速搅拌，制得单体预乳化液。向烧瓶中加入1/4单体预乳化液、1.04g碳酸氢钠和0.32g聚丙烯酸钠，开始升温、快速搅拌0.5h，充分混合。待温度升至70℃时，快速滴加1/3过硫酸钾(KPS)水溶液(所用的过硫酸钾为甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸正丁酯总质量的0.5％，浓度为0.04～0.05g/cm3)。待乳液泛蓝光时，同时滴加剩余的过硫酸钾(KPS)水溶液和单体预乳化液，分批滴加，3小时内完成。继续保温反应2小时，自然冷却至室温，用标准试验筛趁热过滤出料，并用氨水调节乳液pH值至7～8，即得到聚脲丙烯酸酯乳液，装瓶备用。
取0.36g氧化石墨烯溶解在36g去离子水中，然后在60℃下超声分散1h,制得氧化石墨烯水溶液。将氧化石墨烯水溶液边搅拌边缓慢加入到聚脲丙烯酸酯乳液中，在40℃超声分散1h，即得到了氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液A-2。
实施例3：
将10.2g异氟尔酮异氰酸酯(IPDI)和43.5g聚醚胺(D-2000)分别溶解在80g丙烯酸丁酯中，然后将上述两种溶液加入到烧瓶中，在40℃下搅拌0.5h，然后升温至80℃，反应3h，最后加入5.4g丙烯酸羟乙酯反应2.5h，制得双键封端的聚脲预聚体。
将80g甲基丙烯酸甲酯、80g丙烯酸正丁酯、3.2g丙烯酰胺和19.7g双键封端的聚脲预聚体混合物，组成油相；将1.6g十二烷基硫酸钠和3.2g辛基酚聚氧乙烯醚溶解在160g水中，组成水相，然后将水相和油相混，在40℃下以10000转/分钟转速高速搅拌，制得单体预乳化液。向烧瓶中加入1/4单体预乳化液、1.04g碳酸氢钠和0.32g聚丙烯酸钠，开始升温、快速搅拌0.5h，充分混合。待温度升至80℃时，快速滴加1/3过硫酸钾(KPS)水溶液(所用的过硫酸钾为甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸正丁酯总质量的0.5％，浓度为0.04～0.05g/cm3)。待乳液泛蓝光时，同时滴加剩余的过硫酸钾(KPS)水溶液和单体预乳化液，分批滴加，3小时内完成。继续保温反应2小时，自然冷却至室温，用标准试验筛趁热过滤出料，并用氨水调节乳液pH值至7～8，即得到聚脲丙烯酸酯乳液，装瓶备用。
取0.36g氧化石墨烯溶解在36g去离子水中，然后在60℃下超声分散1h,制得氧化石墨烯水溶液。将氧化石墨烯水溶液边搅拌边缓慢加入到聚脲丙烯酸酯乳液中，在50℃超声分散1h,即得到了氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液A-3。
实施例4:
将3.4g异氟尔酮异氰酸酯(IPDI)和14.5g聚醚胺(D-2000)分别溶解在80g丙烯酸丁酯中，然后将上述两种溶液加入到烧瓶中，在40℃下搅拌0.5h，然后升温至75℃，反应3h，最后加入1.8g丙烯酸羟乙酯反应2.5h，制得双键封端的聚脲预聚体。
将80g甲基丙烯酸甲酯、80g丙烯酸正丁酯、1.6g丙烯酰胺和19.7g双键封端的聚脲预聚体混合物，组成油相；将1.6g十二烷基硫酸钠和3.2g辛基酚聚氧乙烯醚溶解在160g水中，组成水相，然后将水相和油相混，在40℃下以10000转/分钟转速高速搅拌，制得单体预乳化液。向烧瓶中加入1/3单体预乳化液、1.04g碳酸氢钠和0.32g聚丙烯酸钠，开始升温、快速搅拌0.5h，充分混合。待温度升至80℃时，快速滴加1/3过硫酸钾(KPS)水溶液(所用的过硫酸钾为甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸正丁酯总质量的0.5％，浓度为0.04～0.05g/cm3)。待乳液泛蓝光时，同时滴加剩余的过硫酸钾(KPS)水溶液和单体预乳化液，分批滴加，3小时内完成。继续保温反应2小时，自然冷却至室温，用标准试验筛趁热过滤出料，并用氨水调节乳液pH值至7～8，即得到聚脲丙烯酸酯乳液，装瓶备用。
取0.72g氧化石墨烯溶解在72g去离子水中，然后在60℃下超声分散1h,制得氧化石墨烯水溶液。将氧化石墨烯水溶液边搅拌边缓慢加入到聚脲丙烯酸酯乳液中，在60℃超声分散1h，即得到了氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液A-4。
实施例5：
将3.4g异氟尔酮异氰酸酯(IPDI)和14.5g聚醚胺(D-2000)分别溶解在80g丙烯酸丁酯中，然后将上述两种溶液加入到烧瓶中，在40℃下搅拌0.5h，然后升温至70℃，反应3h，最后加入1.8g丙烯酸羟乙酯反应2.5h，制得双键封端的聚脲预聚体。
将80g甲基丙烯酸甲酯、80g丙烯酸正丁酯、1.6g丙烯酰胺和19.7g双键封端的聚脲预聚体混合物，组成油相；将1.6g十二烷基硫酸钠和3.2g辛基酚聚氧乙烯醚溶解在160g水中，组成水相，然后将水相和油相混，在40℃下以10000转/分钟转速高速搅拌，制得单体预乳化液。向烧瓶中加入1/4单体预乳化液、1.04g碳酸氢钠和0.32g聚丙烯酸钠，开始升温、快速搅拌0.5h，充分混合。待温度升至90℃时，快速滴加1/5过硫酸钾(KPS)水溶液(所用的过硫酸钾为甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸正丁酯总质量的0.5％，浓度为0.04～0.05g/cm3)。待乳液泛蓝光时，同时滴加剩余的过硫酸钾(KPS)水溶液和单体预乳化液，分批滴加，3小时内完成。继续保温反应2小时，自然冷却至室温，用标准试验筛趁热过滤出料，并用氨水调节乳液pH值至7～8，即得到聚脲丙烯酸酯乳液，装瓶备用。
取1.08g氧化石墨烯溶解在108g去离子水中，然后在60℃下超声分散1h，制得氧化石墨烯水溶液。将氧化石墨烯水溶液边搅拌边缓慢加入到聚脲丙烯酸酯乳液中，在80℃超声分散1h，即得到了氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液A-5。
实施例6：
将10.2g异氟尔酮异氰酸酯(IPDI)和43.5g聚醚胺(D-2000)分别溶解在80g丙烯酸丁酯中，然后将上述两种溶液加入到烧瓶中，在40℃下搅拌0.5h，然后升温至70℃，反应3h，最后加入5.4g丙烯酸羟乙酯反应2.5h，制得双键封端的聚脲预聚体。
将80g甲基丙烯酸甲酯、80g丙烯酸正丁酯、1.6g丙烯酰胺和59.1g双键封端的聚脲预聚体混合物，组成油相；将1.6g十二烷基硫酸钠和3.2g辛基酚聚氧乙烯醚溶解在160g水中，组成水相，然后将水相和油相混，在40℃下以10000转/分钟转速高速搅拌，制得单体预乳化液。向烧瓶中加入1/4单体预乳化液、1.04g碳酸氢钠和0.32g聚丙烯酸钠，开始升温、快速搅拌0.5h，充分混合。待温度升至80℃时，快速滴加1/3过硫酸钾(KPS)水溶液(所用的过硫酸钾为甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸正丁酯总质量的0.5％，浓度为0.04～0.05g/cm3)。待乳液泛蓝光时，同时滴加剩余的过硫酸钾(KPS)水溶液和单体预乳化液，分批滴加，3小时内完成。继续保温反应2小时，自然冷却至室温，用标准试验筛趁热过滤出料，并用氨水调节乳液pH值至7～8，即得到聚脲丙烯酸酯乳液，装瓶备用。
取1.8g氧化石墨烯溶解在180g去离子水中，然后在60℃下超声分散1h，制得氧化石墨烯水溶液。将氧化石墨烯水溶液边搅拌边缓慢加入到聚脲丙烯酸酯乳液中，在40℃超声分散1h，即得到了氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液A-6。
实验方法
测定制得氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液的稳定性、成膜性和固化膜的吸水率、硬度、耐磨性及力学性能，结果如下表1所示。
表1
实验结果表明，本发明所制备的氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液具有优异的稳定性和成膜性，其固化膜吸水率低、硬度较高、耐磨性好、力学性能优异，可以在建筑物涂料、织物整理、家具、木材、工业防护、皮革等领域加以应用。
实施例7：
与实施例1-6基本相同，不同之处在于：异氟尔酮二异氰酸酯改为甲苯二异氰酸酯；聚醚胺D-2000改为D-230。十二烷基硫酸钠由十六烷基硫酸钠代替。辛基酚聚氧乙烯醚由壬基酚聚氧乙烯醚代替。过硫酸钾由过硫酸胺代替。
性能与实施例1-6基本相同，本发明所制备的氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液具有优异的稳定性和成膜性，其固化膜吸水率低、硬度较高、耐磨性好、力学性能优异。
实施例8：
与实施例1-6基本相同，不同之处在于：步骤1)中：异氟尔酮二异氰酸酯改为1,6-己二异氰酸酯；聚醚胺D-2000改为D-400。十二烷基硫酸钠由十二烷基磺酸钠代替。辛基酚聚氧乙烯醚由聚氧乙烯壬基苯基醚代替。过硫酸钾由过硫酸胺代替。
性能与实施例1-6基本相同，本发明所制备的氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液具有优异的稳定性和成膜性，其固化膜吸水率低、硬度较高、耐磨性好、力学性能优异。
实施例9：
与实施例1-6基本相同，不同之处在于：甲基丙烯酸甲酯可由丙烯酸正丁酯(丙烯酸丁酯)、丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酸环氧丙酯、丙烯酸、苯乙烯中的一种代替。丙烯酸正丁酯可由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酸环氧丙酯、丙烯酸、苯乙烯中的一种代替。丙烯酰胺可由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酸环氧丙酯、丙烯酸、苯乙烯中的一种代替。
性能与实施例1-6基本相同，本发明所制备的氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液具有优异的稳定性和成膜性，其固化膜吸水率低、硬度较高、耐磨性好、力学性能优异。
本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，都能实现本发明，在此不一一列举实施例。

Claims (10)

1.一种氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1）按二异氰酸酯、聚醚胺、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯(HEA)的配比为：3.4g～10.2g:14.5g～43.5g:160g:1.8～5.4g，选取二异氰酸酯、聚醚胺、丙烯酸正丁酯和丙烯酸羟乙酯；
将二异氰酸酯溶解在1/2的丙烯酸正丁酯中，得到溶液A；将聚醚胺溶解在剩余的丙烯酸正丁酯中，得到溶液B；然后将上述溶液A和溶液B加入到烧瓶中，在40℃下搅拌0.5h，然后升温至70-80℃，反应3h，最后加入丙烯酸羟乙酯，反应2.5h，制得双键封端的聚脲预聚体；
2）按甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酰胺和双键封端的聚脲预聚体、阴子型乳化剂、非离子型乳化剂、水的配比为：80g:80g:1.6g～3.2g:19.7g～59.1g:1.6g:3.2g:160g，选取甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酰胺和双键封端的聚脲预聚体、阴子型乳化剂、非离子型乳化剂、水，备用；
将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酰胺和双键封端的聚脲预聚体混合，组成油相；将阴子型乳化剂和非离子型乳化剂溶解在水中，组成水相；然后将水相和油相混，在40℃下高速搅拌，制得单体预乳化液；
按甲基丙烯酸甲酯、碳酸氢钠、聚丙烯酸钠的配比为：80g:1.04g:0.32g，选取碳酸氢钠、聚丙烯酸钠；按过硫酸盐为甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸正丁酯总质量的0.5%，选取过硫酸盐；按过硫酸盐与水的配比为：0.8g:16～20g，将过硫酸盐与水配成过硫酸盐水溶液；向容器中加入1/5～1/3单体预乳化液、以及碳酸氢钠和聚丙烯酸钠，开始升温、快速搅拌，充分混合；待温度升至70～90℃时，滴加1/5～1/3过硫酸盐水溶液；待乳液泛蓝光时，同时滴加剩余的过硫酸盐水溶液和单体预乳化液，分批滴加，2～4小时内完成；继续保温反应2小时，自然冷却至室温，用标准试验筛趁热过滤出料，并用氨水调节乳液pH值至7~8，即得到聚脲丙烯酸酯乳液，装瓶备用；
3）按甲基丙烯酸甲酯、氧化石墨烯的配比为：80g:0.36g～1.8g，选取氧化石墨烯；按照1:100的质量比例，将氧化石墨烯溶解在去离子水中，然后在60℃下超声分散0.5～2h，制得氧化石墨烯水溶液；将氧化石墨烯水溶液边搅拌边加入到聚脲丙烯酸酯乳液中，在40～80℃超声分散1h，得到氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液。
2.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于：氧化石墨烯粉体是通过Hummers法合成。
3.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于：二异氰酸酯选用异氟尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯等中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于：聚醚胺是聚醚胺D-230、聚醚胺D-400、聚醚胺D-2000中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于：非离子型表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基苯基醚类中的一种。
6.根据权利要求5所述的一种氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于：烷基酚聚氧乙烯醚为辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种；聚氧乙烯烷基苯基醚类为聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于：阴离子型表面活性剂为烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、聚氧乙烯烷基苯基醚类硫酸盐、聚氧乙烯烷基醚类硫酸盐中的一种。
8.根据权利要求7所述的一种氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于：烷基磺酸盐为十二烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠中的一种；烷基硫酸盐为十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠中的一种；聚氧乙烯烷基苯基醚类硫酸盐为聚氧乙烯辛基苯基醚硫酸胺、聚氧乙烯壬基苯基醚硫酸盐中的一种；聚氧乙烯烷基醚类硫酸盐为聚氧乙烯鯨蜡基醚硫酸胺、聚氧乙烯月桂基醚硫酸钠中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于：过硫酸盐为过硫酸钾或过硫酸胺。
10.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯改性聚脲丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于：步骤2）中所述在40℃下高速搅拌为：在40℃下以10000转/分钟转速高速搅拌。
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106009875A (zh) * 2016-05-25 2016-10-12 陈名海 一种润滑功能纳米颗粒分散液及其制备方法和应用
CN106084106A (zh) * 2016-06-15 2016-11-09 湖州超能生化有限公司 一种低分子量聚丙烯酸钠的制备方法
CN106245320A (zh) * 2016-08-01 2016-12-21 宜兴市德泰纺织浆料有限公司 一种丙烯酸酯抗静电纤维上浆料
CN106675300A (zh) * 2016-11-30 2017-05-17 合肥神舟建筑集团有限公司 一种外墙保温系统用底涂及其制备方法
CN107603440A (zh) * 2017-08-22 2018-01-19 山西省建筑科学研究院 聚脲型建筑用反射隔热涂料的制备方法
CN108373812A (zh) * 2018-03-26 2018-08-07 湖南科技大学 一种防腐防污抗蛋白水性聚脲接枝石墨烯涂层材料的制备方法
CN110591009A (zh) * 2019-09-25 2019-12-20 湖北工业大学 一种氧化石墨烯增强防水聚合物乳液的制备方法
CN110719941A (zh) * 2017-05-12 2020-01-21 安格斯化学公司 醚胺组合物和涂料
CN110903439A (zh) * 2019-11-19 2020-03-24 合众（佛山）化工有限公司 一种聚醚胺衍生物改性苯丙乳液及其制备方法
CN110922540A (zh) * 2019-11-19 2020-03-27 合众（佛山）化工有限公司 一种聚醚胺衍生物改性水性丙烯酸树脂及其制备方法
CN111019082A (zh) * 2019-12-16 2020-04-17 东南大学 相容性占优的非离子光固化聚氨酯水分散体树脂组合物及其制备方法和应用
CN111040560A (zh) * 2019-12-31 2020-04-21 安徽匠星联创新材料科技有限公司 一种工业用铝粉定向水性分散体及其制备方法
CN112266457A (zh) * 2020-11-06 2021-01-26 广州市嵩达新材料科技有限公司 一种光固化亲水型聚脲纳米粒子及其制备方法和应用
CN112279998A (zh) * 2020-11-06 2021-01-29 广州市嵩达新材料科技有限公司 一种光固化聚脲纳米粒子及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101235195A (zh) * 2008-02-27 2008-08-06 烟台万华聚氨酯股份有限公司 阳离子水性聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液及其制备方法
CN101328248A (zh) * 2008-07-29 2008-12-24 温州国仕邦高分子材料有限公司 一种皮革用聚氨酯-丙烯酸酯乳液的无溶剂制备方法
CN102977282A (zh) * 2012-12-06 2013-03-20 陕西科技大学 一种阴离子型无有机溶剂无乳化剂聚氨酯微乳液的制备方法
CN103554346A (zh) * 2013-10-14 2014-02-05 陕西科技大学 氧化石墨烯改性聚丙烯酸酯制备涂料印花粘合剂的方法
CN103641962A (zh) * 2013-11-25 2014-03-19 汕头市东和机械有限公司 一种聚脲-丙烯酸酯乳液及其制备的水性凹版油墨

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101235195A (zh) * 2008-02-27 2008-08-06 烟台万华聚氨酯股份有限公司 阳离子水性聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液及其制备方法
CN101328248A (zh) * 2008-07-29 2008-12-24 温州国仕邦高分子材料有限公司 一种皮革用聚氨酯-丙烯酸酯乳液的无溶剂制备方法
CN102977282A (zh) * 2012-12-06 2013-03-20 陕西科技大学 一种阴离子型无有机溶剂无乳化剂聚氨酯微乳液的制备方法
CN103554346A (zh) * 2013-10-14 2014-02-05 陕西科技大学 氧化石墨烯改性聚丙烯酸酯制备涂料印花粘合剂的方法
CN103641962A (zh) * 2013-11-25 2014-03-19 汕头市东和机械有限公司 一种聚脲-丙烯酸酯乳液及其制备的水性凹版油墨

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
巨浩波等: ""氧化石墨烯/丙烯酸酯聚合物乳液复合材料的研究"", 《新型建筑材料》 *
朱万章等: "《水性木器漆》", 31 January 2009 *
杨宁等: ""聚脲交联改性丙烯酸酯弹性乳液的制备与性能研究"", 《涂料工业》 *

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106009875A (zh) * 2016-05-25 2016-10-12 陈名海 一种润滑功能纳米颗粒分散液及其制备方法和应用
CN106084106A (zh) * 2016-06-15 2016-11-09 湖州超能生化有限公司 一种低分子量聚丙烯酸钠的制备方法
CN106084106B (zh) * 2016-06-15 2018-12-14 浙江品创知识产权服务有限公司 一种低分子量聚丙烯酸钠的制备方法
CN106245320A (zh) * 2016-08-01 2016-12-21 宜兴市德泰纺织浆料有限公司 一种丙烯酸酯抗静电纤维上浆料
CN106675300A (zh) * 2016-11-30 2017-05-17 合肥神舟建筑集团有限公司 一种外墙保温系统用底涂及其制备方法
CN110719941A (zh) * 2017-05-12 2020-01-21 安格斯化学公司 醚胺组合物和涂料
US11466152B2 (en) 2017-05-12 2022-10-11 Angus Chemical Company Ether amine compositions and coatings
CN107603440A (zh) * 2017-08-22 2018-01-19 山西省建筑科学研究院 聚脲型建筑用反射隔热涂料的制备方法
CN108373812A (zh) * 2018-03-26 2018-08-07 湖南科技大学 一种防腐防污抗蛋白水性聚脲接枝石墨烯涂层材料的制备方法
CN110591009A (zh) * 2019-09-25 2019-12-20 湖北工业大学 一种氧化石墨烯增强防水聚合物乳液的制备方法
CN110903439A (zh) * 2019-11-19 2020-03-24 合众（佛山）化工有限公司 一种聚醚胺衍生物改性苯丙乳液及其制备方法
CN110922540A (zh) * 2019-11-19 2020-03-27 合众（佛山）化工有限公司 一种聚醚胺衍生物改性水性丙烯酸树脂及其制备方法
CN111019082A (zh) * 2019-12-16 2020-04-17 东南大学 相容性占优的非离子光固化聚氨酯水分散体树脂组合物及其制备方法和应用
CN111040560A (zh) * 2019-12-31 2020-04-21 安徽匠星联创新材料科技有限公司 一种工业用铝粉定向水性分散体及其制备方法
CN112266457A (zh) * 2020-11-06 2021-01-26 广州市嵩达新材料科技有限公司 一种光固化亲水型聚脲纳米粒子及其制备方法和应用
CN112279998A (zh) * 2020-11-06 2021-01-29 广州市嵩达新材料科技有限公司 一种光固化聚脲纳米粒子及其制备方法和应用
CN112279998B (zh) * 2020-11-06 2022-04-05 广州市嵩达新材料科技有限公司 一种光固化聚脲纳米粒子及其制备方法和应用

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