CN116285639A - 一种自修复改性聚氨酯防水涂料及其制备方法 - Google Patents
一种自修复改性聚氨酯防水涂料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116285639A CN116285639A CN202211720990.7A CN202211720990A CN116285639A CN 116285639 A CN116285639 A CN 116285639A CN 202211720990 A CN202211720990 A CN 202211720990A CN 116285639 A CN116285639 A CN 116285639A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- weight
- parts
- silicon dioxide
- nano silicon
- self
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 title claims abstract description 57
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000003973 paint Substances 0.000 title claims description 31
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 139
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 claims abstract description 65
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 65
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 claims abstract description 36
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 18
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N ferrosoferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 229920001730 Moisture cure polyurethane Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 33
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 32
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 claims description 30
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 25
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 23
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N ethanol;hydrate Chemical compound O.CCO IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- XQUPVDVFXZDTLT-UHFFFAOYSA-N 1-[4-[[4-(2,5-dioxopyrrol-1-yl)phenyl]methyl]phenyl]pyrrole-2,5-dione Chemical compound O=C1C=CC(=O)N1C(C=C1)=CC=C1CC1=CC=C(N2C(C=CC2=O)=O)C=C1 XQUPVDVFXZDTLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- DDRPCXLAQZKBJP-UHFFFAOYSA-N furfurylamine Chemical compound NCC1=CC=CO1 DDRPCXLAQZKBJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 229920003192 poly(bis maleimide) Polymers 0.000 claims description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 10
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- CXRFDZFCGOPDTD-UHFFFAOYSA-M Cetrimide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C CXRFDZFCGOPDTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- NWGKJDSIEKMTRX-AAZCQSIUSA-N Sorbitan monooleate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O NWGKJDSIEKMTRX-AAZCQSIUSA-N 0.000 claims description 5
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 5
- JBIROUFYLSSYDX-UHFFFAOYSA-M benzododecinium chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)CC1=CC=CC=C1 JBIROUFYLSSYDX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- DLNWMWYCSOQYSQ-UHFFFAOYSA-M benzyl-hexadecyl-dimethylazanium;bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)CC1=CC=CC=C1 DLNWMWYCSOQYSQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- DDXLVDQZPFLQMZ-UHFFFAOYSA-M dodecyl(trimethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C DDXLVDQZPFLQMZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229940051841 polyoxyethylene ether Drugs 0.000 claims description 5
- 229920000056 polyoxyethylene ether Polymers 0.000 claims description 5
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 5
- 229950004959 sorbitan oleate Drugs 0.000 claims description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 5
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 4
- 230000008439 repair process Effects 0.000 abstract description 3
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 abstract description 2
- 208000014674 injury Diseases 0.000 abstract description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 15
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D175/04—Polyurethanes
- C09D175/08—Polyurethanes from polyethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/14—Paints containing biocides, e.g. fungicides, insecticides or pesticides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
- C09D7/62—Additives non-macromolecular inorganic modified by treatment with other compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/70—Additives characterised by shape, e.g. fibres, flakes or microspheres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2265—Oxides; Hydroxides of metals of iron
- C08K2003/2275—Ferroso-ferric oxide (Fe3O4)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
本发明涉及防水涂料技术领域,提供一种自修复改性聚氨酯防水涂料及其制备方法,本发明将抗菌组分与修饰过的纳米二氧化硅混合分散,能够使抗菌组分中的抗菌分子均匀地分散在纳米二氧化硅的孔径内,从而使纳米二氧化硅具有稳定地抗菌性能;以N,N'‑二甲基甲酰胺、份4,4'‑二苯基甲烷二异氰酸酯和聚丙二醇为原料制备聚氨酯前聚体,再往聚氨酯前聚体内加入具有抗菌性能的改性纳米二氧化硅和四氧化三铁对聚氨酯进行改性,能够提高改性后聚氨酯地力学性能和抗菌性能;由于四氧化三铁具有优异的近红外光吸收能力和光热效应,通过四氧化三铁地加入能够提高聚氨酯的热可逆性,在热地作用下加快聚氨酯损伤地修复速度,从而提高防水涂料地自修复效。
Description
技术领域
本发明涉及防水涂料技术领域,具体涉及一种自修复改性聚氨酯防水涂料及其制备方法。
背景技术
随着科技与经济的飞速发展,人们对于材料的可靠性、环保性以及使用寿命的要求更为严格,聚氨酯材料凭借其质量轻、强度高、耐腐蚀等优异的物理化学性质,被广泛应用于航空航天、交通运输、建筑建材等诸多领域。然而,聚氨酯在加工、运输和使用过程中易受到机械、化学等外部因素作用,会产生裂纹裂缝等损伤,极大地降低了材料的使用寿命,且对材料的安全使用带来隐患,设计并合成具有自修复性能的聚氨酯可为解决这一难题提供新的方法。
近年来,自修复高分子材料已经成为学者们研究的热点之一,一些研究已经成功合成制备了热可逆自修复聚氨酯,这类自修复聚氨酯具有一定的修复效果,但也存在修复效率较低、修复方式单一等问题。纳米粒子具有粒径小、比表面积大、表面活性高等特点,其与聚合物结合时会产生较强的界面作用,当材料受损后,纳米粒子会定位到受损区域并向受损区域扩散,从而进行修复补强。因此如何将纳米粒子与具有自修复性能的聚氨酯相结合,制备处修复效率更高的防水涂料,成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点,本发明提供了一种自修复改性聚氨酯防水涂料及其制备方法,旨在使制备的修复改性聚氨酯防水涂料能够结合纳米粒子和聚氨酯的优异性能,在自修复涂料领域产生更高的应用价值。
技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
一种自修复改性聚氨酯防水涂料,包括以下原料:改性纳米二氧化硅、四氧化三铁、N,N'-二甲基甲酰胺、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、聚丙二醇、糠胺和双马来酰亚胺;
其中,所述改性纳米二氧化硅以纳米二氧化硅、抗菌组分和γ-氨丙基三乙氧基硅烷为原料制得。
更进一步地,所述纳米二氧化硅的制备方法为:称取30重量份去离子水和100重量份无水乙醇倒入至四口烧瓶中,在搅拌的条件下缓慢加入10重量份氨水,接着将12-13重量份正硅酸四乙酯缓慢滴入上述四口烧瓶中,在30-35℃的温度下搅拌4-5h得乳白色乳液,利用离心机离心后得下层白色乳液,接着置于80-85℃得烘箱内干燥12-15h,研磨后所得即为纳米二氧化硅。
更进一步地,所述搅拌的速度为500-600r/min,所述正硅酸四乙酯的滴速为3s/滴。
更进一步地,所述抗菌组分得制备方法为:按照1:2:2:1的摩尔比比对十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基二甲基苄基溴化铵和十四烷基三甲基溴化铵进行混合,混合均匀后所得即为抗菌组分。
更进一步地,所述改性纳米二氧化硅的制备方法包括以下步骤:
S1、将100重量份甲苯溶剂倒入四口烧瓶中,接着加入10-12重量份纳米二氧化硅,超声分散30min后加入4-5重量份γ-氨丙基三乙氧基硅烷,混合均匀后在110℃的条件下回流8h,得到透明溶液;
S2、使用甲苯对S1中的透明溶液进行超声洗涤,经离心分离后得下层白色固体,接着在80℃的干燥箱内干燥12h,所得记作表面修饰纳米二氧化硅;
S3、按照0.1g/mL的料液比将表面修饰纳米二氧化硅与乙醇水溶液进行混合,接着加入用量为乙醇水溶液20-22%的抗菌组分和用量为乙醇水溶液2-3%的失水山梨醇油酸脂聚氧乙烯醚,搅拌均匀后超声分散15-18min,经过滤干燥研磨后,所得即为改性纳米二氧化硅。
更进一步地,所述S1和S3中超声分散的频率均为28-30kHz,且S1和S3中的搅拌速度为500-600r/min。
更进一步地,所述S3中的乙醇水溶液浓度为40%,所述S3中的干燥温度为120℃。
一种自修复改性聚氨酯防水涂料的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
Step1、将0.3-0.5重量份四氧化三铁和1-2重量份改性纳米二氧化硅加入至22-25重量份N,N'-二甲基甲酰胺中混合,超声分散后记作改性混合物;
Step2、向通有氮气的四口烧瓶中加入8-10重量份N,N'-二甲基甲酰胺和10-12重量份4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯,升温至50℃后加入加入5-6重量份聚丙二醇,再次升温至75℃后反应30-40min,所得记作聚氨酯前聚体;
Step3、向聚氨酯前聚体内滴加3-4重量份糠胺,再将温度冷却至室温后反应3-4h,接着在搅拌的条件下加入将Step1中的改性混合物后,再加入3-5重量份双马来酰亚胺,将温度升高至60℃后反应24h,所得即为自修复改性聚氨酯防水涂料。
更进一步地,所述Step1中的超声分散频率为26-28kHz,超声分散时间为15-20min。
更进一步地,所述Step3中的搅拌速度为400-500r/min。
有益效果
本发明提供了一种自修复改性聚氨酯防水涂料及其制备方法,与现有公知技术相比,本发明的具有如下有益效果:
1、本发明使用γ-氨丙基三乙氧基硅烷对纳米二氧化硅的表面进行修饰,能够在纳米二氧化硅的表面形成特殊的官能团,从而改善纳米二氧化硅与聚合物之间的相容性,提高纳米二氧化硅与聚合物之间的结合力,使纳米二氧化硅能够更好地分散在聚合物之间;其次,由于二氧化硅本身具有多孔结构,将抗菌组分与修饰过的纳米二氧化硅混合分散,能够使抗菌组分中的抗菌分子均匀地分散在纳米二氧化硅的孔径内,从而使纳米二氧化硅具有稳定的抗菌性能。
2、本发明以N,N'-二甲基甲酰胺、份4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯和聚丙二醇为原料制备聚氨酯前聚体,再往聚氨酯前聚体内加入具有抗菌性能的改性纳米二氧化硅和四氧化三铁对聚氨酯进行改性,能够提高改性后聚氨酯地力学性能和抗菌性能;其次,由于四氧化三铁具有优异的近红外光吸收能力和光热效应,通过四氧化三铁地加入能够提高聚氨酯的热可逆性,在热地作用下加快聚氨酯损伤地修复速度,从而提高防水涂料地自修复效率。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
本实施例的一种自修复改性聚氨酯防水涂料,包括以下原料:改性纳米二氧化硅、四氧化三铁、N,N'-二甲基甲酰胺、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、聚丙二醇、糠胺和双马来酰亚胺;
其中,改性纳米二氧化硅以纳米二氧化硅、抗菌组分和γ-氨丙基三乙氧基硅烷为原料制得。
纳米二氧化硅的制备方法为:称取30重量份去离子水和100重量份无水乙醇倒入至四口烧瓶中,在搅拌的条件下缓慢加入10重量份氨水,接着将12重量份正硅酸四乙酯缓慢滴入上述四口烧瓶中,在30℃的温度下搅拌4h得乳白色乳液,利用离心机离心后得下层白色乳液,接着置于80℃得烘箱内干燥12h,研磨后所得即为纳米二氧化硅。
搅拌的速度为500r/min,正硅酸四乙酯的滴速为3s/滴。
抗菌组分得制备方法为:按照1:2:2:1的摩尔比比对十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基二甲基苄基溴化铵和十四烷基三甲基溴化铵进行混合,混合均匀后所得即为抗菌组分。
改性纳米二氧化硅的制备方法包括以下步骤:
S1、将100重量份甲苯溶剂倒入四口烧瓶中,接着加入10重量份纳米二氧化硅,超声分散30min后加入4重量份γ-氨丙基三乙氧基硅烷,混合均匀后在110℃的条件下回流8h,得到透明溶液;
S2、使用甲苯对S1中的透明溶液进行超声洗涤,经离心分离后得下层白色固体,接着在80℃的干燥箱内干燥12h,所得记作表面修饰纳米二氧化硅;
S3、按照0.1g/mL的料液比将表面修饰纳米二氧化硅与乙醇水溶液进行混合,接着加入用量为乙醇水溶液20%的抗菌组分和用量为乙醇水溶液2%的失水山梨醇油酸脂聚氧乙烯醚,搅拌均匀后超声分散15min,经过滤干燥研磨后,所得即为改性纳米二氧化硅。
S1和S3中超声分散的频率均为28kHz,且S1和S3中的搅拌速度为500r/min。
S3中的乙醇水溶液浓度为40%,S3中的干燥温度为120℃。
一种自修复改性聚氨酯防水涂料的制备方法,制备方法包括以下步骤:
Step1、将0.3重量份四氧化三铁和1重量份改性纳米二氧化硅加入至22重量份N,N'-二甲基甲酰胺中混合,超声分散后记作改性混合物;
Step2、向通有氮气的四口烧瓶中加入8重量份N,N'-二甲基甲酰胺和10重量份4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯,升温至50℃后加入加入5重量份聚丙二醇,再次升温至75℃后反应30min,所得记作聚氨酯前聚体;
Step3、向聚氨酯前聚体内滴加3重量份糠胺,再将温度冷却至室温后反应3h,接着在搅拌的条件下加入将Step1中的改性混合物后,再加入3重量份双马来酰亚胺,将温度升高至60℃后反应24h,所得即为自修复改性聚氨酯防水涂料。
Step1中的超声分散频率为26kHz,超声分散时间为15min。
Step3中的搅拌速度为400r/min。
实施例2
本实施例的一种自修复改性聚氨酯防水涂料,包括以下原料:改性纳米二氧化硅、四氧化三铁、N,N'-二甲基甲酰胺、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、聚丙二醇、糠胺和双马来酰亚胺;
其中,改性纳米二氧化硅以纳米二氧化硅、抗菌组分和γ-氨丙基三乙氧基硅烷为原料制得。
纳米二氧化硅的制备方法为:称取30重量份去离子水和100重量份无水乙醇倒入至四口烧瓶中,在搅拌的条件下缓慢加入10重量份氨水,接着将13重量份正硅酸四乙酯缓慢滴入上述四口烧瓶中,在35℃的温度下搅拌5h得乳白色乳液,利用离心机离心后得下层白色乳液,接着置于85℃得烘箱内干燥15h,研磨后所得即为纳米二氧化硅。
搅拌的速度为600r/min,正硅酸四乙酯的滴速为3s/滴。
抗菌组分得制备方法为:按照1:2:2:1的摩尔比比对十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基二甲基苄基溴化铵和十四烷基三甲基溴化铵进行混合,混合均匀后所得即为抗菌组分。
改性纳米二氧化硅的制备方法包括以下步骤:
S1、将100重量份甲苯溶剂倒入四口烧瓶中,接着加入12重量份纳米二氧化硅,超声分散30min后加入5重量份γ-氨丙基三乙氧基硅烷,混合均匀后在110℃的条件下回流8h,得到透明溶液;
S2、使用甲苯对S1中的透明溶液进行超声洗涤,经离心分离后得下层白色固体,接着在80℃的干燥箱内干燥12h,所得记作表面修饰纳米二氧化硅;
S3、按照0.1g/mL的料液比将表面修饰纳米二氧化硅与乙醇水溶液进行混合,接着加入用量为乙醇水溶液22%的抗菌组分和用量为乙醇水溶液3%的失水山梨醇油酸脂聚氧乙烯醚,搅拌均匀后超声分散18min,经过滤干燥研磨后,所得即为改性纳米二氧化硅。
S1和S3中超声分散的频率均为30kHz,且S1和S3中的搅拌速度为600r/min。
S3中的乙醇水溶液浓度为40%,S3中的干燥温度为120℃。
一种自修复改性聚氨酯防水涂料的制备方法,制备方法包括以下步骤:
Step1、将0.5重量份四氧化三铁和2重量份改性纳米二氧化硅加入至25重量份N,N'-二甲基甲酰胺中混合,超声分散后记作改性混合物;
Step2、向通有氮气的四口烧瓶中加入10重量份N,N'-二甲基甲酰胺和12重量份4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯,升温至50℃后加入加入6重量份聚丙二醇,再次升温至75℃后反应40min,所得记作聚氨酯前聚体;
Step3、向聚氨酯前聚体内滴加4重量份糠胺,再将温度冷却至室温后反应4h,接着在搅拌的条件下加入将Step1中的改性混合物后,再加入5重量份双马来酰亚胺,将温度升高至60℃后反应24h,所得即为自修复改性聚氨酯防水涂料。
Step1中的超声分散频率为28kHz,超声分散时间为20min。
Step3中的搅拌速度为500r/min。
实施例3
本实施例的一种自修复改性聚氨酯防水涂料,包括以下原料:改性纳米二氧化硅、四氧化三铁、N,N'-二甲基甲酰胺、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、聚丙二醇、糠胺和双马来酰亚胺;
其中,改性纳米二氧化硅以纳米二氧化硅、抗菌组分和γ-氨丙基三乙氧基硅烷为原料制得。
纳米二氧化硅的制备方法为:称取30重量份去离子水和100重量份无水乙醇倒入至四口烧瓶中,在搅拌的条件下缓慢加入10重量份氨水,接着将12重量份正硅酸四乙酯缓慢滴入上述四口烧瓶中,在33℃的温度下搅拌5h得乳白色乳液,利用离心机离心后得下层白色乳液,接着置于82℃得烘箱内干燥13h,研磨后所得即为纳米二氧化硅。
搅拌的速度为600r/min,正硅酸四乙酯的滴速为3s/滴。
抗菌组分得制备方法为:按照1:2:2:1的摩尔比比对十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基二甲基苄基溴化铵和十四烷基三甲基溴化铵进行混合,混合均匀后所得即为抗菌组分。
改性纳米二氧化硅的制备方法包括以下步骤:
S1、将100重量份甲苯溶剂倒入四口烧瓶中,接着加入11重量份纳米二氧化硅,超声分散30min后加入4重量份γ-氨丙基三乙氧基硅烷,混合均匀后在110℃的条件下回流8h,得到透明溶液;
S2、使用甲苯对S1中的透明溶液进行超声洗涤,经离心分离后得下层白色固体,接着在80℃的干燥箱内干燥12h,所得记作表面修饰纳米二氧化硅;
S3、按照0.1g/mL的料液比将表面修饰纳米二氧化硅与乙醇水溶液进行混合,接着加入用量为乙醇水溶液21%的抗菌组分和用量为乙醇水溶液3%的失水山梨醇油酸脂聚氧乙烯醚,搅拌均匀后超声分散17min,经过滤干燥研磨后,所得即为改性纳米二氧化硅。
S1和S3中超声分散的频率均为29kHz,且S1和S3中的搅拌速度为600r/min。
S3中的乙醇水溶液浓度为40%,S3中的干燥温度为120℃。
一种自修复改性聚氨酯防水涂料的制备方法,制备方法包括以下步骤:
Step1、将0.4重量份四氧化三铁和2重量份改性纳米二氧化硅加入至22重量份N,N'-二甲基甲酰胺中混合,超声分散后记作改性混合物;
Step2、向通有氮气的四口烧瓶中加入9重量份N,N'-二甲基甲酰胺和11重量份4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯,升温至50℃后加入加入6重量份聚丙二醇,再次升温至75℃后反应35min,所得记作聚氨酯前聚体;
Step3、向聚氨酯前聚体内滴加4重量份糠胺,再将温度冷却至室温后反应3h,接着在搅拌的条件下加入将Step1中的改性混合物后,再加入4重量份双马来酰亚胺,将温度升高至60℃后反应24h,所得即为自修复改性聚氨酯防水涂料。
Step1中的超声分散频率为27kHz,超声分散时间为18min。
Step3中的搅拌速度为500r/min。
对比例1:
本对比例所提供的自修复改性聚氨酯防水涂料及其制备方法大致和实施例1相同,其主要区别在于:对比例1在改性纳米二氧化硅地制备中未加入抗菌组分。
对比例2:
本对比例所提供的自修复改性聚氨酯防水涂料及其制备方法大致和实施例2相同,其主要区别在于:对比例2的原料中未加入改性纳米二氧化硅。
对比例3:
本对比例所提供的自修复改性聚氨酯防水涂料及其制备方法大致和实施例3相同,其主要区别在于:对比例3的原料中未加入四氧化三铁。
性能测试
将通过本发明中实施例1-3制得的自修复改性聚氨酯防水涂料分别记作实施例1-3,将通过对比例1-3制得的自修复改性聚氨酯防水涂料分别记作对比例1-3,然后对实施例1-3和对比例1-3进行相关性能检测,所得数据记录于下表:
通过上表的数据显示可知,本实施例1-3制得的自修复改性聚氨酯防水涂料相较于对比例1而言具有更加优异的综合抗菌率,从而说明抗菌组分的加入能够明显提高防水涂料的抗菌性能;本实施例1-3制得的自修复改性聚氨酯防水涂料相较于对比例2而言具有更加优异的拉伸性能,从而说明改性纳米二氧化硅的加入能够明显提高防水涂料的力学性能;最后,本实施例1-3制得的自修复改性聚氨酯防水涂料相较于对比例3而言损伤修复效率更高,从而说明四氧化三铁的加入能够明显提高防水涂料的热可逆性和修复效率。因此说明,本发明制得的自修复改性聚氨酯防水涂料的性能更加优异,市场应用前景更好。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种自修复改性聚氨酯防水涂料,其特征在于,包括以下原料:改性纳米二氧化硅、四氧化三铁、N,N'-二甲基甲酰胺、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、聚丙二醇、糠胺和双马来酰亚胺;
其中,所述改性纳米二氧化硅以纳米二氧化硅、抗菌组分和γ-氨丙基三乙氧基硅烷为原料制得。
2.根据权利要求1所述的一种自修复改性聚氨酯防水涂料,其特征在于,所述纳米二氧化硅的制备方法为:称取30重量份去离子水和100重量份无水乙醇倒入至四口烧瓶中,在搅拌的条件下缓慢加入10重量份氨水,接着将12-13重量份正硅酸四乙酯缓慢滴入上述四口烧瓶中,在30-35℃的温度下搅拌4-5h得乳白色乳液,利用离心机离心后得下层白色乳液,接着置于80-85℃得烘箱内干燥12-15h,研磨后所得即为纳米二氧化硅。
3.根据权利要求2所述的一种自修复改性聚氨酯防水涂料,其特征在于,所述搅拌的速度为500-600r/min,所述正硅酸四乙酯的滴速为3s/滴。
4.根据权利要求1所述的一种自修复改性聚氨酯防水涂料,其特征在于,所述抗菌组分得制备方法为:按照1:2:2:1的摩尔比比对十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基二甲基苄基溴化铵和十四烷基三甲基溴化铵进行混合,混合均匀后所得即为抗菌组分。
5.根据权利要求1所述的一种自修复改性聚氨酯防水涂料,其特征在于,所述改性纳米二氧化硅的制备方法包括以下步骤:
S1、将100重量份甲苯溶剂倒入四口烧瓶中,接着加入10-12重量份纳米二氧化硅,超声分散30min后加入4-5重量份γ-氨丙基三乙氧基硅烷,混合均匀后在110℃的条件下回流8h,得到透明溶液;
S2、使用甲苯对S1中的透明溶液进行超声洗涤,经离心分离后得下层白色固体,接着在80℃的干燥箱内干燥12h,所得记作表面修饰纳米二氧化硅;
S3、按照0.1g/mL的料液比将表面修饰纳米二氧化硅与乙醇水溶液进行混合,接着加入用量为乙醇水溶液20-22%的抗菌组分和用量为乙醇水溶液2-3%的失水山梨醇油酸脂聚氧乙烯醚,搅拌均匀后超声分散15-18min,经过滤干燥研磨后,所得即为改性纳米二氧化硅。
6.根据权利要求5所述的一种自修复改性聚氨酯防水涂料,其特征在于,所述S1和S3中超声分散的频率均为28-30kHz,且S1和S3中的搅拌速度为500-600r/min。
7.根据权利要求5所述的一种自修复改性聚氨酯防水涂料,其特征在于,所述S3中的乙醇水溶液浓度为40%,所述S3中的干燥温度为120℃。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种自修复改性聚氨酯防水涂料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
Step1、将0.3-0.5重量份四氧化三铁和1-2重量份改性纳米二氧化硅加入至22-25重量份N,N'-二甲基甲酰胺中混合,超声分散后记作改性混合物;
Step2、向通有氮气的四口烧瓶中加入8-10重量份N,N'-二甲基甲酰胺和10-12重量份4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯,升温至50℃后加入加入5-6重量份聚丙二醇,再次升温至75℃后反应30-40min,所得记作聚氨酯前聚体;
Step3、向聚氨酯前聚体内滴加3-4重量份糠胺,再将温度冷却至室温后反应3-4h,接着在搅拌的条件下加入将Step1中的改性混合物后,再加入3-5重量份双马来酰亚胺,将温度升高至60℃后反应24h,所得即为自修复改性聚氨酯防水涂料。
9.根据权利要求8所述的一种自修复改性聚氨酯防水涂料的制备方法,其特征在于,所述Step1中的超声分散频率为26-28kHz,超声分散时间为15-20min。
10.根据权利要求8所述的一种自修复改性聚氨酯防水涂料的制备方法,其特征在于,所述Step3中的搅拌速度为400-500r/min。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211720990.7A CN116285639A (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 一种自修复改性聚氨酯防水涂料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211720990.7A CN116285639A (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 一种自修复改性聚氨酯防水涂料及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116285639A true CN116285639A (zh) | 2023-06-23 |
Family
ID=86776913
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211720990.7A Pending CN116285639A (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 一种自修复改性聚氨酯防水涂料及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116285639A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116410647A (zh) * | 2023-05-06 | 2023-07-11 | 安徽众博新材料有限公司 | 一种水性环氧涂料及其制备方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105062040A (zh) * | 2015-08-02 | 2015-11-18 | 苏州大学 | 一种热可逆自修复静电耗散聚氨酯膜及其制备方法 |
CN105176063A (zh) * | 2015-08-02 | 2015-12-23 | 苏州大学 | 一种热可逆自修复聚氨酯膜及其制备方法 |
CN105504310A (zh) * | 2014-10-16 | 2016-04-20 | 西安艾菲尔德复合材料科技有限公司 | 聚(n-异丙基丙烯酰胺)/四氧化三铁水凝胶制备方法 |
CN110484123A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-11-22 | 巩义市弘盛管道设备有限公司 | 一种抗菌防霉型单组份聚氨酯建筑防水涂料及其制备方法 |
CN112250809A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-01-22 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种磁、光、热多重刺激响应的形状记忆水凝胶、其制备方法和形状记忆方式 |
CN113388298A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-14 | 广东康伴新材料科技有限公司 | 一种超高耐醇水性单组份塑胶涂料及其制备工艺 |
-
2022
- 2022-12-30 CN CN202211720990.7A patent/CN116285639A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105504310A (zh) * | 2014-10-16 | 2016-04-20 | 西安艾菲尔德复合材料科技有限公司 | 聚(n-异丙基丙烯酰胺)/四氧化三铁水凝胶制备方法 |
CN105062040A (zh) * | 2015-08-02 | 2015-11-18 | 苏州大学 | 一种热可逆自修复静电耗散聚氨酯膜及其制备方法 |
CN105176063A (zh) * | 2015-08-02 | 2015-12-23 | 苏州大学 | 一种热可逆自修复聚氨酯膜及其制备方法 |
CN110484123A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-11-22 | 巩义市弘盛管道设备有限公司 | 一种抗菌防霉型单组份聚氨酯建筑防水涂料及其制备方法 |
CN112250809A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-01-22 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种磁、光、热多重刺激响应的形状记忆水凝胶、其制备方法和形状记忆方式 |
CN113388298A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-14 | 广东康伴新材料科技有限公司 | 一种超高耐醇水性单组份塑胶涂料及其制备工艺 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
陈双龙等: "纳米Fe3O4改性热可逆聚氨酯的多重响应自修复行为", 高分子材料科学与工程, vol. 38, no. 7, pages 121 - 128 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116410647A (zh) * | 2023-05-06 | 2023-07-11 | 安徽众博新材料有限公司 | 一种水性环氧涂料及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN116285639A (zh) | 一种自修复改性聚氨酯防水涂料及其制备方法 | |
CN113307945B (zh) | 一种紫外光自愈合聚脲材料及其制备方法 | |
CN108359227B (zh) | 一种可逆交联超支化聚酯复合物的制备方法 | |
CN112341922A (zh) | 一种零溶剂高环保性能的硅烷改性聚合物防水涂料及其制备方法 | |
CN114196304A (zh) | 一种无溶剂氟改性聚天门冬氨酸酯多功能隔热涂料 | |
CN109504130B (zh) | 一种硅烷封端聚氨酯密封胶用纳米碳酸钙的制备 | |
CN108440739B (zh) | 一种超支化抗流挂剂及在单组份聚氨酯防水涂料中的应用 | |
CN111234169A (zh) | 一种表面疏水/超疏水性可控的智能材料及其制备方法 | |
Xu et al. | Preparation and properties of functional fabric coating based on SiO2-aerogel/Polyurethane | |
CN113121773A (zh) | 一种磺酸型无溶剂水性聚氨酯树脂及其制备方法 | |
Huang et al. | New hybrid materials incorporating tetrabutyl titanate and tetraethoxysilane with functional SEBS elastomer via the sol‐gel process: Synthesis and characterization | |
CN112625202B (zh) | 聚碳化二亚胺交联剂及其制备方法、应用、含其的组合物 | |
CN112358593A (zh) | 一种双组份水性聚氨酯及其制备方法和应用 | |
CN115975470A (zh) | 一种改性硅氧陶瓷树脂及其制备方法 | |
CN113717339B (zh) | 一种降低胶黏剂挥发份的固化剂 | |
CN113861481B (zh) | 一种高透疏水光学聚酰亚胺复合薄膜材料及制备方法 | |
CN108264630A (zh) | 一种uv后固化改性水性聚碳酸酯聚氨酯乳液及其制备方法 | |
CN114045097A (zh) | 一种单组份聚脲防水隔热涂料的制备方法 | |
CN105368369B (zh) | 一种木材用聚氨酯胶粘剂的制备方法 | |
CN116178870B (zh) | 隔热防水复合材料及其制备工艺 | |
CN111393646A (zh) | 一种低介电、低损耗聚酰亚胺复合材料及制备方法与应用 | |
CN111961370A (zh) | 隔热抗噪型钢化玻璃的制备方法 | |
CN101275169B (zh) | 湿气固化型皮革光亮涂饰剂 | |
CN116178744B (zh) | 一种应用于环氧树脂的功能化二氧化硅增韧剂的制备工艺 | |
CN117447909B (zh) | 一种风雨棚顶用潮气固化型防腐涂层及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |