本发明涉及一种涂料，特别涉及一种高模量聚氨酯防水涂料及其制备方法。
背景技术：
随着我国道路建设相关产业的发展，对高性能防水涂料以满足道桥防水要求的需求也不断扩大。为满足道路建设防水的要求，氧化石墨烯改性聚氨酯防水涂料应运而生。
目前大多数氧化石墨烯改性聚氨酯防水涂料都是通过物理混合的方式来提高性能，但采用物理共混的改性防水涂料，其力学等性能的提升有一定局限性，尤其相较于化学混合形成化学键来说，通过化学混合形成化学键的结合方式更为牢固。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种氧化石墨烯改性氨酯防水涂料及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种氧化石墨烯改性氨酯防水涂料，所述涂料包括第一组份和第二组份；
所述第一组份的重量份数包括0-40份甲苯二异氰酸酯，0-50份异佛尔酮二异氰酸酯，100-112份聚醚二元醇，1-2份氧化石墨烯；
所述第二组分重量份数包括70-80份聚醚三元醇，30-40份3-氯-2,6-二乙基苯胺，10-15份滑石粉，10-15份蓖麻油，1-2份二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡，10-15份邻苯二甲酸二辛酯，1-2份消泡剂。
优选的，所述第一组份的重量份数包括40份甲苯二异氰酸酯，100份聚醚二元醇，2份氧化石墨烯；
所述第二组分重量份数包括70份聚醚三元醇，30份3-氯-2,6-二乙基苯胺，15份滑石粉，10份蓖麻油，1份二月桂酸二丁基锡，15份邻苯二甲酸二辛酯，2份消泡剂。
优选的，所述第一组份的重量份数包括50份异佛尔酮二异氰酸酯，112份聚醚二元醇，1份氧化石墨烯；
所述第二组分重量份数包括80份聚醚三元醇，40份3-氯-2,6-二乙基苯胺，10份滑石粉，15份蓖麻油，2份辛酸亚锡，15份邻苯二甲酸二辛酯，1份消泡剂。
优选的，所述第一组份的重量份数包括20份甲苯二异氰酸酯，25份异佛尔酮二异氰酸酯，105份聚醚二元醇，1.5份氧化石墨烯；
所述第二组分重量份数包括74份聚醚三元醇，36份3-氯-2,6-二乙基苯胺，13份滑石粉，13份蓖麻油，1.5份二月桂酸二丁基锡，10份邻苯二甲酸二辛酯，1.5份消泡剂。
优选的，所述第一组份的聚醚二元醇羟值为56mgkoh/g；所述第二组分的聚醚三元醇羟值为56mgkoh/g。
优选的，所述第二组份的滑石粉为目数为800目的超细滑石粉。
优选的，所述第一组份的氧化石墨烯为采用hummers法制备的氧化石墨烯。
一种制备氧化石墨烯改性氨酯防水涂料的方法，包括如下步骤：
(1)按照重量份数称取甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚二元醇和氧化石墨烯；
(2)在反应器中加入步骤(1)中称取的甲苯二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯，在搅拌状态下，升温至80-85℃；
(3)将步骤(1)中称取的氧化石墨烯在一次或分批次加入反应器中，在超声条件下保温1小时后冷却待用，得到甲溶液；
(4)在装有搅拌器、温度计和滴液漏斗的反应器中加入步骤(1)中称取的聚醚二元醇并升温至80-85℃；
(5)在步骤(4)中的反应器中滴加加入所述步骤(3)中的甲溶液，80-85℃搅拌状态下，保温1小时，冷却得到第一组分；
(6)按照重量份数称取聚醚三元醇、3-氯-2,6-二乙基苯胺、滑石粉、蓖麻油、二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡、邻苯二甲酸二辛酯和消泡剂；
(7)在反应器中加入步骤(6)中称取的聚醚三元醇、3-氯-2,6-二乙基苯胺、滑石粉、蓖麻油升温到120℃，负压下脱水1小时；
(8)将步骤(7)中反应器温度降至60℃，加入步骤(6)中称取的消泡剂、二月桂酸二丁基锡/辛酸亚锡和邻苯二甲酸二辛酯，混合均匀，搅拌30分钟后降温出料得到第二组分。
(9)将第一组份和第二组分按重量配比1:1混合均匀即得到氧化石墨烯改性氨酯防水涂料。
本发明的有益效果：采用上述技术方案，(1)由于聚氨酯分子中含有大量的极性基团，这些极性基团的存在有利于石墨烯和氧化石墨烯在集体中实现良好的分散。(2)氧化石墨烯表面有一些羟基等官能团，可与聚氨酯预聚体、异氰酸酯发生反应产生扩链或交联，氧化石墨烯为少层结构，片层之间存在羟基等官能团，使聚氨酯预聚体和异氰酸酯可以嵌入片层之间，形成有化学键键合的“聚氨酯预聚体-氧化石墨烯-聚氨酯预聚体-氧化石墨烯”网状结构，提高了聚氨酯涂料的力学强度。本发明通过氧化石墨烯化学键合异氰酸酯实现化学混合，不同于物理混合共混，化学键合更牢固。(3)本发明的氧化石墨烯改性聚氨酯防水涂料，由于聚氨酯预聚体通过氧化石墨烯改性，大幅度提高了防水涂膜的力学性能、耐热性、耐老化性，按照gb/t19250～2013《聚氨酯防水涂料》标准测试，本发明的氧化石墨烯改性聚氨酯防水涂料的拉伸强度为8.21～11.3mpa，断裂延伸率为527.33～627.74％，耐水性、耐盐雾性、耐老化性都表现优异。
具体实施方式
下面对发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
一种氧化石墨烯改性氨酯防水涂料，包括第一组份和第二组份。第一组份的重量份数包括0-40份甲苯二异氰酸酯，0-50份异佛尔酮二异氰酸酯，100-112份聚醚二元醇，1-2份氧化石墨烯；第二组分重量份数包括70-80份聚醚三元醇，30-40份3-氯-2,6-二乙基苯胺，10-15份滑石粉，10-15份蓖麻油，1-2份二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡，10-15份邻苯二甲酸二辛酯，1-2份消泡剂。其中，第一组份的聚醚二元醇羟值为56mgkoh/g；所述第二组分的聚醚三元醇羟值为56mgkoh/g；第二组份的滑石粉为目数为800目的超细滑石粉；第一组份的氧化石墨烯为采用hummers法制备的氧化石墨烯。本发明所涉及到的各种原料均为市售的用于聚氨酯防水涂料制备的常用原料。消泡剂为可选用但不限于消泡剂ac300，可由豪麟化学有限公司提供。
实施例2
一种氧化石墨烯改性氨酯防水涂料，包括第一组份和第二组份。第一组份的重量份数包括40份甲苯二异氰酸酯，100份聚醚二元醇，2份氧化石墨烯；第二组分重量份数包括70份聚醚三元醇，30份3-氯-2,6-二乙基苯胺，15份滑石粉，10份蓖麻油，1份二月桂酸二丁基锡，10份邻苯二甲酸二辛酯，2份消泡剂。其中，第一组份的聚醚二元醇羟值为56mgkoh/g；所述第二组分的聚醚三元醇羟值为56mgkoh/g；第二组份的滑石粉为目数为800目的超细滑石粉；第一组份的氧化石墨烯为采用hummers法制备的氧化石墨烯。本发明所涉及到的各种原料均为市售的用于聚氨酯防水涂料制备的常用原料。消泡剂为可选用但不限于消泡剂ac300，可由豪麟化学有限公司提供。
实施例3
一种氧化石墨烯改性氨酯防水涂料，包括第一组份和第二组份。第一组份的重量份数包括50份异佛尔酮二异氰酸酯，112份聚醚二元醇，1份氧化石墨烯；第二组分重量份数包括80份聚醚三元醇，40份3-氯-2,6-二乙基苯胺，10份滑石粉，15份蓖麻油，2份辛酸亚锡，15份邻苯二甲酸二辛酯，1份消泡剂。其中，第一组份的聚醚二元醇羟值为56mgkoh/g；所述第二组分的聚醚三元醇羟值为56mgkoh/g；第二组份的滑石粉为目数为800目的超细滑石粉；第一组份的氧化石墨烯为采用hummers法制备的氧化石墨烯。本发明所涉及到的各种原料均为市售的用于聚氨酯防水涂料制备的常用原料。消泡剂为可选用但不限于消泡剂ac300，可由豪麟化学有限公司提供。
实施例4
一种氧化石墨烯改性氨酯防水涂料，包括第一组份和第二组份。第一组份的重量份数包括20份甲苯二异氰酸酯，25份异佛尔酮二异氰酸酯，105份聚醚二元醇，1.5份氧化石墨烯；所述第二组分重量份数包括74份聚醚三元醇，36份3-氯-2,6-二乙基苯胺，13份滑石粉，13份蓖麻油，1.5份二月桂酸二丁基锡，13份邻苯二甲酸二辛酯，1.5份消泡剂。其中，第一组份的聚醚二元醇羟值为56mgkoh/g；所述第二组分的聚醚三元醇羟值为56mgkoh/g；第二组份的滑石粉为目数为800目的超细滑石粉；第一组份的氧化石墨烯为采用hummers法制备的氧化石墨烯。本发明所涉及到的各种原料均为市售的用于聚氨酯防水涂料制备的常用原料。消泡剂为可选用但不限于消泡剂ac300，可由豪麟化学有限公司提供。
实施例5
一种制备氧化石墨烯改性氨酯防水涂料方法：在反应器中加入40重量份甲苯二异氰酸酯，升温至80℃，在超声和搅拌状态下，将2重量份氧化石墨烯分批次加入反应器中，保温1小时后冷却待用，得到甲溶液；在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗的的反应器中加入100重量份聚醚二元醇并升温至80℃，滴加加入甲溶液，在80℃搅拌状态下，保温1小时，冷却出料得到第一组分。
在反应器中加入70重量份聚醚三元醇，30重量份3-氯-2,6-二乙基苯胺、15重量份滑石粉、10重量份蓖麻油搅拌升温到120℃，负压下脱水1小时；将温度降至60℃，加入2重量份消泡剂ac300、1重量份二月桂酸二丁基锡和10重量份邻苯二甲酸二辛酯，搅拌30分钟，混合均匀后，降温后出料得到第二组分。
将第一组分和第二组分按重量配比1:1的比例混合均匀，即得到氧化石墨烯改性氨酯防水涂料。
实施例6
一种制备氧化石墨烯改性氨酯防水涂料方法：在反应器中加入50重量份异佛尔酮二异氰酸酯，升温至85℃，在超声和搅拌状态下，将1重量份氧化石墨烯一次加入反应器中，保温1小时后冷却待用，称为甲溶液；在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗的的反应器中加入112重量份聚醚二元醇并升温至85℃，滴加加入甲溶液，在85℃搅拌状态下，保温1小时；冷却出料得到第一组分。
在反应器中加入80重量份聚醚三元醇，40重量份3-氯-2，6-二乙基苯胺、10重量份滑石粉、15重量份蓖麻油搅拌升温到120℃，负压下脱水1小时；将温度降至60℃，加入1重量份消泡剂ac300、2重量份辛酸亚锡和15重量份邻苯二甲酸二辛酯，搅拌30分钟，混合均匀后，降温后出料得到第二组分。
将第一组分和第二组分按重量配比1:1的比例混合均匀，即得到氧化石墨烯改性氨酯防水涂料。
实施例7
一种制备氧化石墨烯改性氨酯防水涂料方法：在反应器中加入25重量份异佛尔酮二异氰酸酯和20重量份甲苯二异氰酸酯，升温至82℃，在超声和搅拌状态下，将1.5重量份氧化石墨烯分批次加入反应器中，保温1小时后冷却待用，称为甲溶液；在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗的的反应器中加入105重量份聚醚二元醇并升温至82℃，一次加入甲溶液，在82℃搅拌状态下，保温1小时；冷却出料得到第一组分。
在反应器中加入76重量份聚醚三元醇，36重量份3-氯-2,6-二乙基苯胺、13重量份滑石粉、13重量份蓖麻油搅拌升温到120℃，负压下脱水1小时；将温度降至60℃，加入1.5重量份消泡剂ac300、1.5重量份二月桂酸二丁基锡和13重量份邻苯二甲酸二辛酯，搅拌30分钟，混合均匀后，降温后出料得到第二组分。
将第一组分和第二组分按重量配比1:1的比例混合均匀，即得到氧化石墨烯改性氨酯防水涂料。
对实施例5、实施例6和实施例7中制备得到的氧化石墨烯改性氨酯防水涂料进行性能检测，检测结果如下表所示：
其中拉伸强度、断裂延伸率均按照gb/t19250～2013《聚氨酯防水涂料》国家标准检测；耐水性按照gb/t1733-93国家标准检测；耐盐雾性按照gb/t1771-1991国家标准检测。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。