一種耐水性聚氨酯復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚氨酯技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐水性聚氨酯復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氨酯是主鏈上含有重復(fù)氨基甲酸酯基團的大分子化合物的統(tǒng)稱，具有優(yōu)異的耐磨、耐油、耐撕裂、耐化學(xué)腐蝕等特性，其用途非常廣，可以代替橡膠、塑料、尼龍等，用于機場、酒店、建材、汽車廠、煤礦廠、水泥廠、高級公寓、別墅、園林美化、彩石藝術(shù)、公園等領(lǐng)域。但普通的聚氨酯材料容易水解，不耐水、表面性能差，且強度不高，耐熱性能不是很理想，大大限制了聚氨酯材料在實際中的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種耐水性聚氨酯復(fù)合材料，其耐水性好，強度高，耐熱性能優(yōu)異。
[0004]本發(fā)明提出的一種耐水性聚氨酯復(fù)合材料，其原料按重量份包括以下組分:端羥基聚丁二烯30-50份、2，4-甲苯二異氰酸酯50-60份、聚異氰脲酸酯10-25份、乙烯基三乙氧基娃燒1-5份、環(huán)氧樹脂5-20份、3，3' -二氯-4，4' _ 二氨基二苯基甲燒1.5_4份、二月桂酸二丁基錫0.02-0.08份、二甲硫基甲苯二胺2.5-5份、聚氯乙烯2_10份、納米氧化鋁10-15份、碳納米管3-10份、有機改性蒙脫土 3-10份、蓖麻油10-15份、丁苯橡膠接枝馬來酸酐3-5份、三(2，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯0.5-1份、十二烷基苯磺酸鈉2-2.5份。
[0005]在具體實施例中，本發(fā)明提出的耐水性聚氨酯復(fù)合材料，其原料中，端羥基聚丁二烯的重量份可以為 30、32、34、35、36、37、38、39、40、42、43、45、46、48、48.6、49、49.3、50 份；2，4-甲苯二異氰酸酯的重量份可以為50、53、55、56、57、58、59、59.3,60份；聚異氰脲酸酯的重量份可以為 10、12、13、15、16、18、19、19.3、20、21、21.3、22、22.3、23、23.4、24、24.6、25份；乙烯基三乙氧基硅烷的重量份可以為1、1.2,1.8、2、2.3,2.8,3.1,3.4,3.5,4.5、5份；環(huán)氧樹脂的重量份可以為 5、6、7、8、9、9.3、10、10.3、11、11.3、12、12.6、13、14、15、16、18、19、19.3、20份；3，3' -二氯-4，4' - 二氨基二苯基甲烷的重量份可以為1.5、1.8、2、2.5,2.8、3、3.2,3.4,3.8、4 份；二月桂酸二丁基錫的重量份可以為 0.02,0.03,0.04,0.05、
0.06,0.07,0.08 份；二甲硫基甲苯二胺的重量份可以為 2.5,0.9、3、3.2,3.3,3.6、4、4.2、
4.8、5 份；聚氯乙烯的重量份可以為 2,2.3、3、3.4、4、4.5、5、5.6、6、6.1,6.3、7、8、8.5、9、
9.3、10 份；納米氧化鋁的重量份可以為 10、11、11.3、12、12.3,12.6,12.8、13、13.4、14、14.6、15份；碳納米管的重量份可以為3、4、5、6、6.3,6.5、7、7.2、8、8.5、9、9.3、10份；有機改性蒙脫土的重量份可以為3、4、5、6、6.5、7、8、8.5、9、9.3,10份；蓖麻油的重量份可以為
10、10.6、11、11.3、12、12.5、13、13.4、14、14.6、15份；丁苯橡膠接枝馬來酸酐的重量份可以為3、3.2,3.8、4、4.3,4.8、5份；三(2，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯的重量份可以為0.5、
0.6,0.65,0.7,0.8,0.9,0.95、1份；十二烷基苯磺酸鈉的重量份可以為2、2.1,2.2,2.3、
2.34、2.4、2.46、2.5 份。
[0006]優(yōu)選地，其原料中，端羥基聚丁二烯、2，4-甲苯二異氰酸酯、聚異氰脲酸酯、乙烯基三乙氧基硅烷、環(huán)氧樹脂的重量比為38-45:53-57: 16-22:2.6-3.5:9_16。
[0007]優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分:端羥基聚丁二烯38-43份、2，4-甲苯二異氰酸酯55-57份、聚異氰脲酸酯19-21份、乙烯基三乙氧基硅烷3.1_3.5份、環(huán)氧樹脂11-14份、3，3' -二氣_4，4' _ 二氛基二苯基甲燒2.5-3.4份、二月桂酸二丁基錫0.02-0.04份、二甲硫基甲苯二胺3.2-3.6份、聚氯乙烯5.6-6.1份、納米氧化鋁12-12.8份、碳納米管6.5-7.2份、有機改性蒙脫土 6.5-7份、蓖麻油11-12.5份、丁苯橡膠接枝馬來酸酐3.8-4.3份、三(2，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯0.6-0.8份、十二烷基苯磺酸鈉2.1-2.3份。
[0008]優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分:端羥基聚丁二烯40份、2，4-甲苯二異氰酸酯55份、聚異氰脲酸酯20份、乙烯基三乙氧基硅烷3.4份、環(huán)氧樹脂12份、3，3 ' -二氯-4，4' - 二氨基二苯基甲烷3.2份、二月桂酸二丁基錫0.03份、二甲硫基甲苯二胺3.3份、聚氯乙烯6份、納米氧化鋁12.3份、碳納米管7份、有機改性蒙脫土 6.6份、蓖麻油12份、丁苯橡膠接枝馬來酸酐4份、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯0.65份、十二烷基苯磺酸鈉2.2份。
[0009]優(yōu)選地，所述碳納米管為改性碳納米管；所述改性碳納米管按照以下工藝進行制備:將碳納米管羧基化得到羧基化碳納米管；按重量份將20-35份羧基化碳納米管加入二甲基乙酰胺中形成溶液A，其中，溶液A中羧基化碳納米管的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25-35wt%;然后向溶液A中加入50-120份丙烯酰胺、10-20份十二烷基硫酸鈉和2_5份乙烯基三乙氧基硅烷，攪拌100-200min，在65-75°C下反應(yīng)25_30h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)洗滌、真空干燥得到所述改性碳納米管。
[0010]優(yōu)選地，所述碳納米管為改性碳納米管；所述改性碳納米管按照以下工藝進行制備:將碳納米管羧基化得到羧基化碳納米管；按重量份將30份羧基化碳納米管加入二甲基乙酰胺中形成溶液A，其中，溶液A中羧基化碳納米管的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30wt% ;然后向溶液A中加入80份丙烯酰胺、16份十二烷基硫酸鈉和3.8份乙烯基三乙氧基硅烷，攪拌150min，在70°C下反應(yīng)28h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)洗滌、真空干燥得到所述改性碳納米管；所述改性碳納米管中，利用了丙烯酰胺和乙烯基三乙氧基硅烷對羧基化碳納米管進行了改性，其中，丙烯酰胺和乙烯基三乙氧基硅烷能與羧基化碳納米管表面的活性基團進行反應(yīng)，同時乙烯基三乙氧基硅烷與丙烯酰胺還可以與聚氨酯進行反應(yīng)，從而將碳納米管與聚氨酯結(jié)合為一體，改善了碳納米管在體系中的分散性，提高了聚氨酯復(fù)合材料的力學(xué)性能和抗靜電性能。
[0011]優(yōu)選地，所述納米氧化鋁的平均粒徑為20-45nm。
[0012]優(yōu)選地，其原料還包括0.5-2重量份的納米氧化鈰；納米氧化鈰加入體系中具有抗氧化的作用，與三(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯具有協(xié)同效果，進一步提高了聚氨酯復(fù)合材料的耐老化性，延長了其使用壽命。
[0013]本發(fā)明所述耐水性聚氨酯復(fù)合材料可以按照以下工藝進行制備:按配比在反應(yīng)容器中加入端羥基聚丁二烯，通入氮氣，在100-120°C下真空脫水2-3h，降溫至50-60°C，加入2，4-甲苯二異氰酸酯、聚異氰脲酸酯、乙烯基三乙氧基硅烷、環(huán)氧樹脂和二月桂酸二丁基錫，升溫至80-100°C反應(yīng)l_2h，然后加入剩余原料，攪拌均勻后倒入預(yù)熱的模具中，在90-110°C硫化10-25h，放置3-8d得到所述耐水性聚氨酯復(fù)合材料。
[0014]本發(fā)明所述耐水性聚氨酯復(fù)合材料，選擇了端羥基聚丁二烯、2，4-甲苯二異氰酸酯、聚異氰脲酸酯為聚氨酯單體，得到的聚氨酯具有卓越的物理性能，同時具有優(yōu)異的耐熱性、耐低溫性和耐水性，與聚氯乙烯、有機改性蒙脫土配合賦予聚氨酯復(fù)合材料一定的阻燃性；加入了乙烯基三乙氧基硅烷和環(huán)氧樹脂對聚氨酯進行了改性，其中乙烯基三乙氧基硅烷中的乙烯基可以與端羥基聚丁二烯中的雙鍵反應(yīng)，將乙烯基三乙氧基硅烷引入聚氨酯分子中，提高了聚氨酯的耐熱性，同時乙烯基三乙氧基硅烷可以與各種無機填料相互作用，改善了各原料的相容性，提高了聚氨酯的強度；環(huán)氧樹脂在體系中，其中的部分環(huán)氧基會被打開，從而引入到了聚氨酯分子中，提高了聚氨酯的交聯(lián)密度，改善了聚氨酯復(fù)合材料的硬度、拉伸強度、扯斷伸長率、拉伸彈性模量；聚氯乙烯加入體系中，進一步提高了體系的耐水性、耐候性和耐熱性，防止了聚氨酯的變色和褪色；碳納米管與納米氧化鋁、有機改性蒙脫土配合，在十二烷基苯磺酸鈉和乙烯基三乙氧基硅烷的輔助下，在體系中分散均勻，提高了聚氨酯復(fù)合材料的強度、耐熱性和耐水性。
【具體實施方式】
[0015]下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
[0016]實施例1
[0017]本發(fā)明提出的耐水性聚氨酯復(fù)合材料，其原料按重量份包括以下組分:端羥基聚丁二烯30份、2，4-甲苯二異氰酸酯60份、聚異氰脲酸酯10份、乙烯基三乙氧基硅烷5份、環(huán)氧樹脂5份、3，3' -二氯-4，4' -二氨基二苯基甲烷4份、二月桂酸二丁基錫0.02份、二甲硫基甲苯二胺5份、聚氯乙烯2份、納米氧化鋁15份、碳納米管3份、有機改性蒙脫土10份、蓖麻油10份、丁苯橡膠接枝馬來酸酐5份、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯0.5份、十二烷基苯磺酸鈉2.5份。
[0018]實施例2
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