本技術(shù)涉及涂料，更具體地說，它涉及一種外露聚脲涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)的發(fā)展以及人們生活水平的提高，涂料已然成為現(xiàn)代社會不可或缺的材料之一。聚脲涂料因其具有無溶劑、無污染的特點，以及優(yōu)異的防水性、抗沖擊性、耐化學(xué)腐蝕性、耐磨性的性能，被廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁、船舶等領(lǐng)域。聚脲涂料分為單組分聚脲涂料、雙組分聚脲涂料。相較于雙組分聚脲涂料而言，單組分聚脲涂料不需要將兩種預(yù)先配制的組分進(jìn)行混料，簡化施工流程，提高施工效率，而且對施工人員要求不高，便于操作。單組分聚脲涂料的原料一般包括異氰酸酯、聚醚多元醇、固化劑、擴鏈劑、助劑，將原料進(jìn)行混料，獲得單組分聚脲涂料。采用上述方法獲得的單組分聚脲涂料，其拉伸強度、撕裂強度稍差，有待進(jìn)一步提高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了提高外露聚脲涂料的拉伸強度和撕裂強度，本技術(shù)提供一種外露聚脲涂料及其制備方法。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種外露聚脲涂料，采用如下的技術(shù)方案：

3、一種外露聚脲涂料，外露聚脲涂料主要由以下重量份的原料制成：異氰酸酯35-45份、聚醚多元醇55-65份、改性石墨烯7-9份、固化劑5-10份、擴鏈劑0.5-1份、消泡劑1-2份、流平劑1-3份、催化劑0.5-1；所述改性石墨烯采用3-氨基丙基三乙氧基硅烷、有機中間體對石墨烯處理獲得；所述有機中間體采用二亞乙基三胺、丁二酸酐制備獲得。

4、本技術(shù)的外露聚脲涂料，通過原料之間的相互配合，使其拉伸強度＞4.5mpa、撕裂強度≥45-48n/mm、粘結(jié)強度＞3.5mpa，具有拉伸強度高、撕裂強度高、粘結(jié)強度高的優(yōu)點，而且其在0.3mpa,120min下，不透水，在-40℃下，低溫彎折無裂紋，具有不透水性好、低溫彎折性好的優(yōu)點，提升外露聚脲涂料的耐久性和整體性能，降低長期維護(hù)成本，滿足市場需求。

5、本技術(shù)的外露聚脲涂料，其為單組分聚脲涂料，不需要將兩種預(yù)先配制的組分進(jìn)行混料，簡化施工流程，提高施工效率，而且其經(jīng)過固化形成漆膜，固化速度快，縮短施工工期，也提高施工效率。同時本技術(shù)外露聚脲涂料，能夠擴散且固化形成漆膜，內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密，不透水性好，可以有效的降低各種腐蝕氣體、腐蝕液體的侵蝕，起到優(yōu)良的防腐作用，并對結(jié)構(gòu)起到保護(hù)效果，可適用于地鐵、高鐵、高速公路、市政、建筑、隧道、涵洞、水利地下綜合管廊等混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫滲漏的注漿補漏處理，還可以適用于混凝土結(jié)構(gòu)的防腐處理，也可以適用于盾構(gòu)管片、后澆帶、變形縫等震動和變形較大結(jié)構(gòu)的止漏注漿處理，擴大應(yīng)用范圍。

6、本技術(shù)的外露聚脲涂料，在原料中添加石墨烯，并對石墨烯進(jìn)行改性處理，且利用二亞乙基三胺、丁二酸酐的反應(yīng)形成有機中間體。然后在石墨烯上接枝3-氨基丙基三乙氧基硅烷形成氨基化石墨烯。之后利用氨基和羧基的反應(yīng)，在氨基化石墨烯上接枝有機中間體，不僅增加支鏈數(shù)量，而且引入大量硅氧基、氨基、酰胺基等基團，提高改性石墨烯的分散性以及相容性，增強改性石墨烯和原料之間的相互作用以及結(jié)合力，提高交聯(lián)度，增加交聯(lián)密度，增強結(jié)構(gòu)整體性和穩(wěn)定性，使漆膜表面平整光滑，密實，防止水分滲透，增強漆膜的拉伸強度、撕裂強度以及粘結(jié)強度，提高漆膜力學(xué)性能、耐化學(xué)腐蝕性以及耐久性，延長使用壽命。

7、可選的，所述改性石墨烯主要采用以下方法制備：

8、s1、將1,4-二氧六環(huán)、丁二酸酐混合，滴加二亞乙基三胺，待滴加完畢，繼續(xù)攪拌處理1-3h，減壓濃縮，烘干，獲得有機中間體；

9、s2、將水、石墨烯混合，加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷，攪拌處理2-4h，過濾，獲得氨基化石墨烯；

10、s3、在溫度為80-90℃下，將水、氨基化石墨烯混合，加入有機中間體，攪拌處理3-5h，過濾，烘干，獲得改性石墨烯。

11、可選的，所述石墨烯、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、有機中間體的重量配比為10:(0.2-0.4):(3-5)；所述二亞乙基三胺、丁二酸酐的重量配比為5:(3-7)。

12、通過采用上述技術(shù)方案，有機中間體制備中，利用丁二酸酐中的酸酐基和二亞乙基三胺中的仲胺基反應(yīng)，獲得有機中間體，此時，有機中間體中含有一個端羧基、兩個端氨基。

13、在對石墨烯進(jìn)行改性處理中，先將石墨烯分散在水中，然后利用硅氧烷，在石墨烯上接枝3-氨基丙基三乙氧基硅烷，引起氨基，獲得氨基化石墨烯。之后將氨基化石墨烯分散在水中，然后加入有機中間體，此時，利用氨基和羧基的反應(yīng)，接枝有機中間體，且以氨基化石墨烯為核心，不斷的接枝有機中間體，并增加支鏈數(shù)量，獲得改性石墨烯。本技術(shù)的改性石墨烯，通過大量硅氧基、氨基、酰胺基等基團，增強改性石墨烯和原料之間的結(jié)合力，增強交聯(lián)密度，改善改性石墨烯的使用效果，增強外露聚脲涂料的拉伸強度、撕裂強度以及粘結(jié)強度，使外露聚脲涂料表現(xiàn)出更優(yōu)的綜合性能。

14、進(jìn)一步的，步驟s1中，所述二亞乙基三胺、1,4-二氧六環(huán)的重量配比為5:(70-130)。

15、通過采用上述技術(shù)方案，使二亞乙基三胺、丁二酸酐在1,4-二氧六環(huán)中充分分散，便于有機中間體的制備。在多個實施方案中，二亞乙基三胺、丁二酸酐的重量配比為5:100，其也可以根據(jù)需要將重量配比設(shè)置為5:70、5:80、5:90、5:110、5:120、5:130，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

16、進(jìn)一步的，步驟s2中，所述石墨烯、水的重量配比為1:(7-13)。

17、通過采用上述技術(shù)方案，使石墨烯在水中充分分散，有利于在石墨烯上接枝3-氨基丙基三乙氧基硅烷，便于氨基化石墨烯的制備。在多個實施方案中，石墨烯、水的重量配比為1:10，其也可以根據(jù)需要將重量配比設(shè)置為1:7、1:8、1:9、1:11、1:12、1:13，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

18、進(jìn)一步的，步驟s3中，所述有機中間體、水的重量配比為(3-5):(70-130)。

19、通過采用上述技術(shù)方案，使氨基化石墨烯、有機中間體在水中充分分散，有利于有機中間體的接枝，便于改性石墨烯的制備。在其中一個實施方案中，有機中間體、水的重量配比為4.1:100，在另外一個實施方案中，有機中間體、水的重量配比為3:100，另外一個實施方案中，有機中間體、水的重量配比為5:100，其也可以根據(jù)需要將重量配比設(shè)置為4.1:70、4.1:80、4.1:90、4.1:110、4.1:120、4.1:130，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

20、進(jìn)一步的，所述石墨烯的目數(shù)為500-2000目。

21、通過采用上述技術(shù)方案，對石墨烯的目數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，保證石墨烯粒度的穩(wěn)定，進(jìn)而保證改性石墨烯粒度的穩(wěn)定，并使改性石墨烯均勻分散在外露聚脲涂料中，提高外露聚脲涂料的均勻性和綜合性能。在多個實施方案中，石墨烯的目數(shù)為1000目，其也可以根據(jù)需要將目數(shù)設(shè)置為500目、600目、800目、1340目、2000目，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

22、可選的，所述異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯中的一種或幾種。

23、通過采用上述技術(shù)方案，對異氰酸酯進(jìn)行優(yōu)化，便于異氰酸酯的選擇，而且保證異氰酸酯來源的穩(wěn)定，也保證外露聚脲涂料的質(zhì)量。

24、可選的，所述聚醚多元醇為聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚四氫呋喃醚二醇、聚碳酸酯二醇中的一種或幾種。

25、通過采用上述技術(shù)方案，對聚醚多元醇進(jìn)行優(yōu)化，便于聚醚多元醇的選擇，而且還可以改善漆膜的柔韌性、彈性以及耐化學(xué)腐蝕性，提高漆膜的整體性能，延長使用壽命。

26、進(jìn)一步的，所述聚醚多元醇為聚氧化丙烯二醇、聚四氫呋喃醚二醇兩種，且聚氧化丙烯二醇、聚四氫呋喃醚二醇的重量配比為5:(2-4)。

27、在多個實施方案中，聚氧化丙烯二醇、聚四氫呋喃醚二醇的重量配比為5:3，其也可以根據(jù)需要將重量配比設(shè)置為5:2、5:2.5、5:3.5、5:4，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

28、可選的，所述固化劑為雙噁唑烷潛固化劑f-402、噁唑烷潛固化劑tp810、噁唑烷潛固化劑tp830、噁唑烷潛固化劑tp910中的一種或幾種。

29、通過采用上述技術(shù)方案，對固化劑進(jìn)行優(yōu)化，不僅便于固化劑的選擇，而且固化劑能夠降低產(chǎn)生氣泡的情況，使漆膜表面平整光滑，密實。

30、可選的，所述擴鏈劑為二亞乙基三胺、乙二胺、三乙烯二胺、3,6-二氨基咔唑、4,4'-二氨基二苯基甲烷中的一種或幾種。

31、通過采用上述技術(shù)方案，對擴鏈劑進(jìn)行優(yōu)化，便于擴鏈劑的選擇。而且擴鏈劑能夠增加交聯(lián)度，提高分子量，改善力學(xué)強度，提高耐化學(xué)腐蝕性，增強耐久性和穩(wěn)定性，使聚脲涂料表現(xiàn)出更優(yōu)的綜合性能。

32、可選的，所述消泡劑為有機硅消泡劑；所述流平劑為聚二甲基硅氧烷。

33、通過采用上述技術(shù)方案，對消泡劑、流平劑進(jìn)行優(yōu)化，便于消泡劑、流平劑的選擇。而且通過消泡劑和流平劑之間的相互配合，能夠改善聚脲涂料的流動性，降低產(chǎn)生氣泡的情況，使漆膜表面平整光滑，密實，提升漆膜的外觀質(zhì)量。

34、進(jìn)一步的，所述有機硅消泡劑為有機硅消泡劑byk-141、有機硅消泡劑byk-88、有機硅消泡劑byk-077、有機硅消泡劑byk-065中的一種或幾種。

35、可選的，所述催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、二醋酸二丁基錫、二辛基二氯化錫中的一種或幾種。

36、通過采用上述技術(shù)方案，對催化劑進(jìn)行優(yōu)化，便于催化劑的選擇。

37、第二方面，本技術(shù)提供一種所述的一種外露聚脲涂料的制備方法，采用如下的技術(shù)方案：

38、一種所述的一種外露聚脲涂料的制備方法，主要包括如下步驟：

39、在惰性氣體保護(hù)下，將異氰酸酯、聚醚多元醇混合，升溫至80-90℃，攪拌處理2-4h，降溫至60-70℃，加入擴鏈劑、改性石墨烯，攪拌處理2-4h，降溫至40-50℃，加入固化劑、消泡劑、流平劑、催化劑混合，降溫至室溫，真空脫泡，獲得外露聚脲涂料。

40、通過采用上述技術(shù)方案，分步驟將原料進(jìn)行混料，保證外露聚脲涂料制備的穩(wěn)定和質(zhì)量。

41、綜上所述，本技術(shù)至少具有以下有益效果：

42、1、本技術(shù)的外露聚脲涂料，通過原料之間的相互配合，使其拉伸強度＞4.5mpa、撕裂強度≥45-48n/mm、粘結(jié)強度＞3.5mpa，具有拉伸強度高、撕裂強度高、粘結(jié)強度高的優(yōu)點，而且還具有不透水性好、低溫彎折性好的特點，提升外露聚脲涂料的耐久性和整體性能，降低長期維護(hù)成本，可適用于混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫滲漏的注漿補漏處理，還可以適用于混凝土結(jié)構(gòu)的防腐處理，也可以適用于盾構(gòu)管片、后澆帶、變形縫等震動和變形較大結(jié)構(gòu)的止漏注漿處理，擴大應(yīng)用范圍。

43、2、本技術(shù)的外露聚脲涂料，在原料中添加改性石墨烯，首先采用二亞乙基三胺、丁二酸酐的反應(yīng)獲得有機中間體，然后在石墨烯上依次接枝3-氨基丙基三乙氧基硅烷、有機中間體，利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷、有機中間體的相互配合，不僅增加支鏈數(shù)量，而且引入大量硅氧基、氨基、酰胺基等基團，提高改性石墨烯的分散性以及相容性，增強其和原料之間的結(jié)合力，提高交聯(lián)度，增加交聯(lián)密度，增強結(jié)構(gòu)整體性和穩(wěn)定性，使漆膜表面平整光滑，密實，防止水分滲透，增強漆膜的拉伸強度、撕裂強度以及粘結(jié)強度，提高漆膜力學(xué)性能、耐化學(xué)腐蝕性以及耐久性，延長使用壽命。