CN110655635A - 一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于非金属矿物制品的表面改性及其在高分子材料中的应用技术领域，涉及一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的制备方法。包含以下步骤：A、向云母基导电复合粉体材料中喷洒含氯硅烷偶联剂，喷洒完毕后，在80‑100℃的条件下连续搅拌；B、将多元醇和异氰酸酯加入至反应器中，搅拌下加入催化剂，保持反应温度50‑90℃，即制得聚氨酯预聚体；C、在反应温度50‑90℃的条件下，将步骤A所得的氯硅烷改性云母基导电复合材料加入到步骤B制得的聚氨酯预聚体中，搅拌反应；再进行扩链反应，冷却至室温。将本发明有效解决了聚氨酯复合乳液的稳定性问题，能够有效改善涂层的硬度。

Description

一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液及其制备方法
技术领域
本发明属于非金属矿物制品的表面改性及其在高分子材料中的应用技术领域，涉及一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液及其制备方法。
背景技术
当今，导电涂料已被广泛用于橡塑材料的表面涂装，通常是向成膜树脂中加入导电材料，使其固化成膜后的涂层具有导电性能。水性聚氨酯具有韧性好、耐磨、黏附力强以及安全、环保等优点而成为可用于橡塑基材表面涂层的一种性能优异的成膜树脂。导电云母是一种具有色浅、质轻、耐腐蚀、导电稳定性好和制造成本低廉等特点的片状导电功能材料，而且特殊的片状结构使其在涂层中易于相互搭接而形成鳞片状导电网络结构。因此，将导电云母添加到聚氨酯体系中制备的导电涂料在抗静电、屏蔽电磁波和防腐等领域有着广泛的应用前景。中国专利公开了一种环保抗静电聚氨酯防腐涂料的制备方法[申请号：201510705291.9]，其技术方案是将导电云母粉与水性聚氨酯乳液辅以其他助剂机械均匀混合而制得。然而，此方案中导电云母未经有机功能化改性，与聚氨酯树脂界面结合性差，从而导致含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液易分层、沉淀等问题，影响乳液储存稳定性和固化后涂层的导电性能。
此外，水性聚氨酯固化后的涂层依然存在耐水性和硬度低等缺点，限制了其应用范围。通常采用有机硅对水性聚氨酯进行改性，在一定程度上能改善涂膜的耐水性能，但是对涂膜的硬度等力学性能提高并不明显。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的制备方法，本发明的另一目的是提供一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的制备方法，包含以下步骤：
A、制备氯硅烷改性云母基导电复合材料：室温下，一边搅拌，一边向云母基导电复合粉体材料中喷洒含氯硅烷偶联剂，喷洒完毕后，在80-100℃的条件下连续搅拌，保温反应1-3小时，即得到氯硅烷改性云母基导电复合材料；
B、制备聚氨酯预聚体：将多元醇和异氰酸酯加入至反应器中，一边搅拌，一边加入催化剂，保持反应温度50-90℃，搅拌反应0.5-2小时，即制得聚氨酯预聚体；
C、制备含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液：在反应温度50-90℃的条件下，将步骤A所得的氯硅烷改性云母基导电复合材料加入到步骤B制得的聚氨酯预聚体中，其中氯硅烷改性云母基导电复合材料与聚氨酯预聚体质量之比为0.08-0.15:1，搅拌反应1-3小时；然后加入扩链剂进行扩链反应，保温反应0.5-2小时，调节体系pH值为7.0-8.5，保持温度不变，继续搅拌反应10-40分钟，冷却至室温，即制得一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液。
一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的制备方法，包含以下步骤：
A、制备氯硅烷改性云母基导电复合材料：室温下，一边搅拌，一边向云母基导电复合粉体材料中喷洒含氯硅烷偶联剂，其中含氯硅烷偶联剂与云母基导电复合粉体质量之比为0.1-0.3:1，喷洒完毕后，在80-100℃的条件下连续搅拌，保温反应1-3小时，即得到氯硅烷改性云母基导电复合材料；
B、制备聚氨酯预聚体：将经脱水处理的多元醇和异氰酸酯加入至反应器中，其中多元醇中包含的羟基与异氰酸酯基的摩尔数之比为0.2-0.5:1，一边搅拌，一边加入催化剂，其中催化剂的加入量为0.1-0.3wt％，保持反应温度50-90℃，搅拌反应0.5-2小时，即制得聚氨酯预聚体；
C、制备含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液：在反应温度50-90℃的条件下，将步骤A所得的氯硅烷改性云母基导电复合材料加入到步骤B制得的聚氨酯预聚体中，其中氯硅烷改性云母基导电复合材料与聚氨酯预聚体质量之比为0.08-0.15:1，搅拌反应1-3小时；然后加入扩链剂进行扩链反应，其中加入扩链剂的质量与聚氨酯预聚体质量之比为0.002-0.01:1，保温反应0.5-2小时，滴加10％-20wt％的酸性中和剂溶液或碱性中和剂溶液，使得体系pH值为7.0-8.5，保持温度不变，继续搅拌反应10-40分钟，冷却至室温，即制得一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液。
在上述的一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的制备方法中，在步骤A中，所述的含氯硅烷偶联剂为3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基二甲氧基甲硅烷或3-氯丙基三乙氧基硅烷。
在上述的一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的制备方法中，在步骤B中，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、异佛尔酮二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸、六亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯或间苯二甲基二异氰酸酯。
在上述的一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的制备方法中，所述的多元醇为其分子量为1000-5000的聚酯二元醇、聚醚二元醇或分子量小于1000的多元醇聚合物。
在上述的一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的制备方法中，所述的催化剂为叔胺类化合物、有机锡化合物、有机磷、冰醋酸或酚钠。
在上述的一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的制备方法中，步骤C中，所述的扩链剂为多羟基磺酸钠盐类、多羟基磺酸钾盐类、多羟基羧酸类、多羟基羧酸钠盐类、多羟基羧酸钾盐类、多氨基酚类、多氨基酸类、多氨基羧酸钠盐类、多氨基羧酸钾盐类、多氨基磺酸钠盐类或多氨基磺酸钾盐类化合物。
在上述的一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的制备方法中，步骤C中，所述的酸性中和剂溶液为盐酸溶液、硫酸溶液、磷酸溶液或乙二酸溶液；所述的碱性中和剂溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氨水或三乙胺溶液。
在上述的一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的制备方法中，在步骤A中，所述的云母基导电复合粉体材料为三维凹凸棒石-云母基导电复合材料或凹凸棒石-云母基导电复合材料。
其中三维凹凸棒石-云母基导电复合材料的制备方法与中国专利公开的一种三维凹凸棒石-云母基导电复合材料的制备方法[申请号：201710594663.4]相同；凹凸棒石-云母基导电复合材料的制备方法与中国专利公开的一种凹凸棒石-云母基导电复合材料的制备方法[申请号：201710578228.2]相同。
根据上述的制备方法制得的含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
本发明采用含氯硅烷偶联剂对云母基导电复合材料进行有机功能化改性，并向聚氨酯合成的过程(预聚体)中加入改性导电云母基复合材料，这样做的有益效果在于：
1、云母基导电复合材料表面的含氯官能团先与聚氨酯预聚体分子链上的亚氨基发生化学键合作用形成Si-N键，最终在聚氨酯扩链反应中提高云母基导电复合材料与聚氨酯分子链之间的界面结合性能，从而使得含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液不易产生沉淀、分层现象，有效解决了聚氨酯复合乳液的稳定性问题，也间接地改善了聚氨酯涂层的导电等综合应用性能；
2、一方面，在聚氨酯分子链中引入了硅烷短分子链，一定程度上改善了聚氨酯固化后涂层的耐水性；另一方面，本发明采用的云母基导电复合材料为棒-片状结构凹凸棒石-云母无机矿物材料，加入到聚氨酯中能够有效改善涂层的硬度。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将用具体实施例进行详细描述。
在本发明中，如无特殊说明，三维凹凸棒石-云母基导电复合材料的制备方法与中国专利公开的一种三维凹凸棒石-云母基导电复合材料的制备方法[申请号：201710594663.4]相同；凹凸棒石-云母基导电复合材料的制备方法与中国专利公开的一种凹凸棒石-云母基导电复合材料的制备方法[申请号：201710578228.2]相同。
如三维凹凸棒石-云母基导电复合材料的制备方法是：
(1)在密闭容器中，将0.45千克超临界二氧化碳注入到0.5千克天然凹凸棒石粉体和1.0千克片状云母粉的混合粉体中，调节密闭体系压力为15.0MPa、温度为35℃并保持30分钟后，迅速排气，减压至常压用时1秒，即制得解离的凹凸棒石单棒晶和云母单片混合物，向其中加入7.5千克质量百分浓度为5％的盐酸溶液，搅拌充分制得凹凸棒石单棒晶和云母单片的酸性分散液，再于搅拌状态下向所得的酸性分散液中滴加质量百分浓度为10％的硅酸钠溶液至体系pH值为4后，过滤，洗涤滤饼至洗涤液的电导率为100μS/cm并于300℃条件下煅烧6小时，即制得凹凸棒石-云母/氧化硅复合物；
(2)在2.0升摩尔浓度为1.0摩尔/升的盐酸溶液中加入0.4千克五水四氯化锡(SnCl4·5H2O)、0.08千克三氯化锑(SbCl3)，搅拌至固体全部溶解，制得锡锑盐酸性混合溶液；
(3)将1.0千克步骤(1)中得到的凹凸棒石-云母/氧化硅复合物分散于5千克去离子水中，加热至50℃一边搅拌一边滴加1.5升步骤(2)中得到的锡锑盐酸性混合溶液和摩尔浓度为4.0摩尔/升的氨水溶液并保持体系pH值为5.0，滴加完毕后，继续保温反应1小时，过滤，洗涤滤饼至洗涤液的电导率为100μS/cm并于60℃干燥12小时后，再于650℃条件下煅烧1小时，得到三维凹凸棒石-云母基导电复合材料。
如凹凸棒石-云母基导电复合材料的制备方法是：
(1)将1.0千克天然凹凸棒石粉体和2.0千克片状云母粉加入到150.0千克摩尔浓度为2.0摩尔/升的盐酸溶液中，充分分散后，向所得分散液中加入0.9千克苯胺单体，得到含有苯胺盐的复合悬浮液，然后对所得悬浮液抽真空至真空度为-0.05MPa并保持该真空状态50分钟，最后恢复体系至标准大气压后再增加体系压强至0.1MPa，并保持90分钟；
(2)在搅拌状态下，向步骤(1)所得的体系中滴加19.3升摩尔浓度为1.0摩尔/升的过硫酸铵溶液进行氧化聚合反应，滴加完毕后继续搅拌6小时，过滤、洗涤滤饼、干燥、粉碎，即制得棒-片状三维凹凸棒石-云母/聚苯胺导电复合材料。
实施例1
1、室温下，一边搅拌，一边向10.0千克凹凸棒石-云母导电复合材料中喷洒1.0千克3-氯丙基三甲氧基硅烷，凹凸棒石-云母导电复合材料为粉体，喷洒完毕后，在温度为80℃的条件下连续搅拌，保温反应3小时，即得到氯硅烷改性凹凸棒石-云母导电复合材料；
2、将10.0千克聚四亚甲基醚二醇(PTMEG-1000)和12.5千克二苯基甲烷二异氰酸酯加入至反应器中，一边搅拌，一边加入0.0225千克三乙醇胺，保持反应温度50℃，搅拌反应2小时；即制得聚氨酯预聚体；
3、在反应温度50℃的条件下，取步骤1所得的1.0千克氯硅烷改性凹凸棒石-云母导电复合材料加入到步骤2制得的12.5千克聚氨酯预聚体中，搅拌反应1小时；然后加入0.025千克乙二胺基乙基羧酸钠进行扩链反应，保温反应0.5小时，滴加质量百分浓度为10％的磷酸溶液调节体系pH值为8.5，继续搅拌反应10分钟，冷却至室温，即制得一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液。
实施例2
1、室温下，一边搅拌，一边向10.0千克三维凹凸棒石-云母导电复合材料中喷洒3.0千克3-氯丙基二甲氧基甲硅烷，三维凹凸棒石-云母导电复合材料为粉体状，喷洒完毕后，在温度为100℃的条件下连续搅拌，保温反应1小时，即得到氯硅烷改性三维凹凸棒石-云母导电复合材料；
2、将10.0千克聚乙二醇(PEG-800)和4.35千克甲苯二异氰酸酯加入至反应器中，一边搅拌，一边加入0.043千克三丁基磷，保持反应温度90℃，搅拌反应0.5小时；即制得聚氨酯预聚体；
3、在反应温度90℃的条件下，取步骤1所得的1.0千克氯硅烷改性三维凹凸棒石-云母导电复合材料加入到步骤2制得的6.67千克聚氨酯预聚体中，搅拌反应3小时；然后加入0.067千克2，6-二氨基己酸进行扩链反应，保温反应2小时，滴加质量百分浓度为20％的氨水溶液调节体系pH值为7.5，继续搅拌反应40分钟，冷却至室温，即制得一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液。
实施例3
1、室温下，一边搅拌，一边向10.0千克凹凸棒石-云母导电复合粉体材料中喷洒2.0千克3-氯丙基三乙氧基硅烷，喷洒完毕后，在温度为90℃的条件下连续搅拌，保温反应2小时，即得到氯硅烷改性凹凸棒石-云母导电复合材料；
2、将10千克聚碳酸-1，6-己二醇酯二醇(PHMCD-1000)和4.8千克六亚甲基-1，6-二异氰酸酯加入至反应器中，一边搅拌，一边加入0.03千克苯酚钠，保持反应温度70℃，搅拌反应1.5小时；即制得聚氨酯预聚体；
3、在反应温度70℃的条件下，取步骤1所得的1.0千克氯硅烷改性凹凸棒石-云母导电复合材料加入到步骤2制得的8.7千克聚氨酯预聚体中，搅拌反应2小时；然后加入0.052千克羟基丙烷磺酸钠进行扩链反应，保温反应1小时，滴加质量百分浓度为15％的乙二酸溶液调节体系pH值为7.0，继续搅拌反应25分钟，冷却至室温，即制得一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液。
实施例4
1、室温下，一边搅拌，一边向10.0千克三维凹凸棒石-云母导电复合粉体材料中喷洒2.5千克3-氯丙基三乙氧基硅烷，喷洒完毕后，在温度为95℃的条件下连续搅拌，保温反应2小时，即得到氯硅烷改性凹凸棒石-云母导电复合材料；
2、将10.0千克聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇(PBA-1500)和3.7千克异佛尔酮二异氰酸酯加入至反应器中，一边搅拌，一边加入0.02千克二丁基二月桂酸锡，保持反应温度80℃，搅拌反应1小时；即制得聚氨酯预聚体；
3、在反应温度80℃的条件下，取步骤1所得的1.0千克氯硅烷改性三维凹凸棒石-云母导电复合材料加入到步骤2制得的10.0千克聚氨酯预聚体中，搅拌反应2小时；然后加入0.08千克二羟甲基丙酸进行扩链反应，保温反应1.5小时，滴加质量百分浓度为10％的氢氧化钠溶液调节体系pH值为7.5，继续搅拌反应30分钟，冷却至室温，即制得一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液。
比较例1
在比较例1中，去掉实施例4中添加的氯硅烷改性云母基导电复合材料，其他工艺条件不变，具体操作步骤如下：
将10.0千克聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇(PBA-1500)和3.7千克异佛尔酮二异氰酸酯加入至反应器中，一边搅拌，一边加入0.02千克二丁基二月桂酸锡，保持反应温度80℃，搅拌反应1小时；即制得聚氨酯预聚体；然后加入0.08千克二羟甲基丙酸进行扩链反应，保温反应1.5小时，滴加质量百分浓度为10％的氢氧化钠溶液调节体系pH值为7.5，继续搅拌反应30分钟，冷却至室温，即制得一种聚氨酯乳液。
比较例2
在比较例2中，去掉实施例4中的云母基导电复合材料，加入氯硅烷以及其他工艺条件不变，具体操作步骤如下：
1、将10.0千克聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇(PBA-1500)和3.7千克异佛尔酮二异氰酸酯加入至反应器中，一边搅拌，一边加入0.02千克二丁基二月桂酸锡，保持反应温度80℃，搅拌反应1小时；即制得聚氨酯预聚体；
2、在反应温度80℃的条件下，取0.25千克3-氯丙基三乙氧基硅烷加入到步骤1制得的10.0千克聚氨酯预聚体中，搅拌反应2小时；然后加入0.08千克二羟甲基丙酸进行扩链反应，保温反应1.5小时，滴加质量百分浓度为10％的氢氧化钠溶液调节体系pH值为7.5，继续搅拌反应30分钟，冷却至室温，即制得一种有机硅改性聚氨酯复合乳液。
比较例3
在比较例2中，将实施例4中的云母基导电复合材料的改性步骤工序删除，其他工艺条件不变，具体操作步骤如下：
1、将10.0千克聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇(PBA-1500)和3.7千克异佛尔酮二异氰酸酯加入至反应器中，一边搅拌，一边加入0.02千克二丁基二月桂酸锡，保持反应温度80℃，搅拌反应1小时；即制得聚氨酯预聚体；
2、在反应温度80℃的条件下，取1.0千克三维凹凸棒石-云母导电复合材料加入到步骤2制得的10.0千克聚氨酯预聚体中，搅拌反应2小时；然后加入0.08千克二羟甲基丙酸进行扩链反应，保温反应1.5小时，滴加质量百分浓度为10％的氢氧化钠溶液调节体系pH值为7.5，继续搅拌反应30分钟，冷却至室温，即制得一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液。
性能评价
下面通过性能试验对实施例和比较例制备的一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的综合性能进行评价，试验结果如表1所示。
取实施例和比较例所制备的聚氨酯复合乳液100克，均匀地刷涂在打磨后的马口铁表面，膜层厚度35～50μm，60℃下干燥12小时，即得复合涂层。
硬度测试：将所得聚氨酯复合涂层按GB/T6739-2006中所述的方法进行测试。
耐水性能测试：将所得的聚氨酯复合涂层浸入40℃的去离子水中240小时，然后自然晾干，观察涂层外观变化情况。
表1比较例和实施例所制备的聚氨酯复合乳液性能试验结果
Figure BDA0002195659930000111
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
A、制备氯硅烷改性云母基导电复合材料：室温下，一边搅拌，一边向云母基导电复合粉体材料中喷洒含氯硅烷偶联剂，喷洒完毕后，在80-100℃的条件下连续搅拌，保温反应1-3小时，即得到氯硅烷改性云母基导电复合材料；
B、制备聚氨酯预聚体：将多元醇和异氰酸酯加入至反应器中，一边搅拌，一边加入催化剂，保持反应温度50-90℃，搅拌反应0.5-2小时，即制得聚氨酯预聚体；
C、制备含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液：在反应温度50-90℃的条件下，将步骤A所得的氯硅烷改性云母基导电复合材料加入到步骤B制得的聚氨酯预聚体中，其中氯硅烷改性云母基导电复合材料与聚氨酯预聚体质量之比为0.08-0.15:1，搅拌反应1-3小时；然后加入扩链剂进行扩链反应，保温反应0.5-2小时，调节体系pH值为7.0-8.5，保持温度不变，继续搅拌反应10-40分钟，冷却至室温，即制得一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液。
2.一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
A、制备氯硅烷改性云母基导电复合材料：室温下，一边搅拌，一边向云母基导电复合粉体材料中喷洒含氯硅烷偶联剂，其中含氯硅烷偶联剂与云母基导电复合粉体质量之比为0.1-0.3:1，喷洒完毕后，在80-100℃的条件下连续搅拌，保温反应1-3小时，即得到氯硅烷改性云母基导电复合材料；
B、制备聚氨酯预聚体：将经脱水处理的多元醇和异氰酸酯加入至反应器中，其中多元醇中包含的羟基与异氰酸酯基的摩尔数之比为0.2-0.5:1，一边搅拌，一边加入催化剂，其中催化剂的加入量为0.1-0.3wt％，保持反应温度50-90℃，搅拌反应0.5-2小时，即制得聚氨酯预聚体；
C、制备含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液：在反应温度50-90℃的条件下，将步骤A所得的氯硅烷改性云母基导电复合材料加入到步骤B制得的聚氨酯预聚体中，其中氯硅烷改性云母基导电复合材料与聚氨酯预聚体质量之比为0.08-0.15:1，搅拌反应1-3小时；然后加入扩链剂进行扩链反应，其中加入扩链剂的质量与聚氨酯预聚体质量之比为0.002-0.01:1，保温反应0.5-2小时，滴加10％-20wt％的酸性中和剂溶液或碱性中和剂溶液，使得体系pH值为7.0-8.5，保持温度不变，继续搅拌反应10-40分钟，冷却至室温，即制得一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液。
3.根据权利要求1或2所述的一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的制备方法，其特征在于，在步骤A中，所述的含氯硅烷偶联剂为3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基二甲氧基甲硅烷或3-氯丙基三乙氧基硅烷。
4.根据权利要求1或2所述的一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的制备方法，其特征在于，在步骤B中，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、异佛尔酮二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸、六亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯或间苯二甲基二异氰酸酯。
5.根据权利要求1或2所述的一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的制备方法，其特征在于，所述的多元醇为其分子量为1000-5000的聚酯二元醇、聚醚二元醇或分子量小于1000的多元醇聚合物。
6.根据权利要求1或2所述的一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的制备方法，其特征在于，所述的催化剂为叔胺类化合物、有机锡化合物、有机磷、冰醋酸或酚钠。
7.根据权利要求1或2所述的一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的制备方法，其特征在于，步骤C中，所述的扩链剂为多羟基磺酸钠盐类、多羟基磺酸钾盐类、多羟基羧酸类、多羟基羧酸钠盐类、多羟基羧酸钾盐类、多氨基酚类、多氨基酸类、多氨基羧酸钠盐类、多氨基羧酸钾盐类、多氨基磺酸钠盐类或多氨基磺酸钾盐类化合物。
8.根据权利要求1或2所述的一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的制备方法，其特征在于，步骤C中，所述的酸性中和剂溶液为盐酸溶液、硫酸溶液、磷酸溶液或乙二酸溶液；所述的碱性中和剂溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氨水或三乙胺溶液。
9.根据权利要求1或2所述的一种含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液的制备方法，其特征在于，在步骤A中，所述的云母基导电复合粉体材料为三维凹凸棒石-云母基导电复合材料或凹凸棒石-云母基导电复合材料。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的制备方法制得的含云母基导电材料的聚氨酯复合乳液。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030229194A1 (en) * 2002-06-04 2003-12-11 Takeshi Nomura Gas-barrier polyurethane resin, and adhesive for laminate, gas-barrier film and paint containing the same
CN101565588A (zh) * 2009-06-01 2009-10-28 四川大学 一种有机凹凸棒土-水性聚氨酯纳米复合皮革涂饰剂及其制备方法
US20100116179A1 (en) * 2008-10-15 2010-05-13 Baker Charles H Polyurethane composite matrix material and composite thereof
CN102127827A (zh) * 2010-01-18 2011-07-20 浙江华峰氨纶股份有限公司 一种纳米凹凸棒土改性聚氨酯弹性纤维的制备方法
CN102443129A (zh) * 2011-10-24 2012-05-09 常州奥特纳新材料科技有限公司 一种凹凸棒石/聚氨酯复合材料的制备方法
US20130017384A1 (en) * 2011-07-15 2013-01-17 Lee Chi-Wen Polyurethane composite material and method for forming the same
CN105368292A (zh) * 2014-09-01 2016-03-02 广东华隆涂料实业有限公司 一种双组分水性聚氨酯抗静电地坪涂料的制备方法
CN105837785A (zh) * 2016-06-16 2016-08-10 上海理工大学 一种凹凸棒土/含氟聚氨酯纳米复合材料的制备方法
CN107245164A (zh) * 2017-07-16 2017-10-13 常州大学 一种三维凹凸棒石‑云母基导电复合材料的制备方法
CN107337807A (zh) * 2017-07-16 2017-11-10 常州大学 一种凹凸棒石‑云母基导电复合材料的制备方法
CN107686694A (zh) * 2017-05-27 2018-02-13 太仓卡斯特姆新材料有限公司 一种聚氨酯导静电漆及其制备方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030229194A1 (en) * 2002-06-04 2003-12-11 Takeshi Nomura Gas-barrier polyurethane resin, and adhesive for laminate, gas-barrier film and paint containing the same
US20100116179A1 (en) * 2008-10-15 2010-05-13 Baker Charles H Polyurethane composite matrix material and composite thereof
CN101565588A (zh) * 2009-06-01 2009-10-28 四川大学 一种有机凹凸棒土-水性聚氨酯纳米复合皮革涂饰剂及其制备方法
CN102127827A (zh) * 2010-01-18 2011-07-20 浙江华峰氨纶股份有限公司 一种纳米凹凸棒土改性聚氨酯弹性纤维的制备方法
US20130017384A1 (en) * 2011-07-15 2013-01-17 Lee Chi-Wen Polyurethane composite material and method for forming the same
CN102443129A (zh) * 2011-10-24 2012-05-09 常州奥特纳新材料科技有限公司 一种凹凸棒石/聚氨酯复合材料的制备方法
CN105368292A (zh) * 2014-09-01 2016-03-02 广东华隆涂料实业有限公司 一种双组分水性聚氨酯抗静电地坪涂料的制备方法
CN105837785A (zh) * 2016-06-16 2016-08-10 上海理工大学 一种凹凸棒土/含氟聚氨酯纳米复合材料的制备方法
CN107686694A (zh) * 2017-05-27 2018-02-13 太仓卡斯特姆新材料有限公司 一种聚氨酯导静电漆及其制备方法
CN107245164A (zh) * 2017-07-16 2017-10-13 常州大学 一种三维凹凸棒石‑云母基导电复合材料的制备方法
CN107337807A (zh) * 2017-07-16 2017-11-10 常州大学 一种凹凸棒石‑云母基导电复合材料的制备方法

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