一种耐盐雾游艇膜及其制备方法与流程

本发明涉及膜材，具体为一种耐盐雾游艇膜及其制备方法。

背景技术：

1、游艇膜是附着在游艇表面的膜材，主要起到防腐、防滑、隔热、美观等作用。常用的成膜物质有聚乙烯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚酯等高分子材料。游艇常行驶于海洋环境中，海水含盐量高、导电性强且富含微生物，是一种天然的强腐蚀介质，游艇上的金属材料在海水的长期侵蚀下会发生腐蚀，导致船体破损、设备故障等一系列危害。游艇膜可以阻碍腐蚀介质与金属器件的直接接触，起到一定的防腐作用，但是传统的膜材仅具备物理阻隔作用，防腐能力较弱。另一方面，游艇膜长期处于户外环境中，膜材容易发生光老化，导致黄变、粉化、强度下降，影响美观和使用寿命。

2、聚氨酯具有高弹性、耐磨、耐低温、自修复等特性，是制备游艇膜的理想材料之一。本发明通过一系列化学改性提升了聚氨酯膜材的耐盐雾和耐候能力，同时考虑到聚氨酯的极限氧指数较低，loi通常小于20%，属于易燃材料，大面积使用时存在一定的安全隐患，本发明同时还对聚氨酯进行了阻燃改进，获得安全性、耐久性、防护性优异的聚氨酯膜材，大大满足游艇膜的使用需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种耐盐雾游艇膜及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。

2、一种耐盐雾游艇膜的制备方法，所述耐盐雾游艇膜的制备方法包括以下制备步骤：

3、s1：将2,2':6',2"-三联吡啶-4'-甲醛、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇加入到2,2':6',2"-三联吡啶-4'-甲醛质量10~14倍的n,n-二甲基甲酰胺中，在70~80℃搅拌反应6~7h，减压蒸馏去除n,n-二甲基甲酰胺，制得三联吡啶二醇单体；

4、s2：将中间体、3-氨基-1-丙醇溶于中间体质量16~20倍的n,n-二甲基甲酰胺中，在50~60℃搅拌反应8~10h，加入5,5-二甲基-1,3,2-二氧磷杂环己烷-2-酮，升温至110~120℃，继续搅拌反应12~14h，减压蒸馏去除n,n-二甲基甲酰胺，制得磷硅复合阻燃单体；

5、s3：将2,4-二羟基二苯甲酮、2mol/l的氢氧化钠水溶液按质量比为1:(5~6)混合均匀，室温搅拌10~20min，30min内匀速滴加环氧氯丙烷，滴加完毕后升温至85~95℃油浴反应4~5h，用70~80℃的去离子水洗涤，静置分层，取有机相并用无水硫酸镁干燥20~24h，减压蒸馏去除过量的环氧氯丙烷，制得环氧化二苯甲酮；

6、s4：将氨基化氧化石墨烯、环氧化二苯甲酮、n,n-二甲基甲酰胺按质量比为1:(8~10):(70~80)混合均匀，50~60℃搅拌反应7~9h，过滤，用无水乙醇洗涤，50~60℃干燥18~22h，制得改性氧化石墨烯；

7、s5：将三联吡啶二醇单体、磷硅复合阻燃单体溶于三联吡啶二醇单体质量5~6倍的n,n-二甲基甲酰胺中，混合均匀得到扩链剂溶液；氮气保护下，将异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃混合，70~80℃搅拌1~2h，加入扩链剂溶液和异佛尔酮二异氰酸酯质量0.002~0.003倍的二月桂酸二丁基锡，继续搅拌反应2~3h，在60~70℃真空干燥20~24h，制得聚氨酯；将聚氨酯、改性氧化石墨烯、n,n-二甲基甲酰胺混合均匀，室温搅拌4~5h，真空脱泡，倒入模具中，60~70℃干燥至恒重，制得耐盐雾游艇膜。

8、进一步地，步骤s1所述2,2':6',2"-三联吡啶-4'-甲醛、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇的摩尔比为1:1。

9、进一步地，步骤s1所述三联吡啶二醇单体的反应化学式如下：

10、。

11、进一步地，步骤s2所述中间体的制备方法为：按摩尔比为1:2:2称取二苯基二氯硅烷、对羟基苯甲醛、三乙胺；将对羟基苯甲醛、四氢呋喃按质量比为1:(15~18)混合均匀，室温搅拌10~20min，加入三乙胺，继续搅拌10~20min，在冰水浴条件下加入二苯基二氯硅烷，在40~50℃搅拌反应3~4h，过滤，减压蒸馏，制得中间体。

12、进一步地，步骤s2所述中间体、3-氨基-1-丙醇、5,5-二甲基-1,3,2-二氧磷杂环己烷-2-酮的摩尔比为1:2:2。

13、进一步地，步骤s2所述磷硅复合阻燃单体的反应化学式如下：

14、。

15、进一步地，步骤s3所述2,4-二羟基二苯甲酮、环氧氯丙烷的摩尔比为1:(3~4)。

16、进一步地，步骤s3所述环氧化二苯甲酮的反应化学式如下：

17、。

18、进一步地，步骤s4所述氨基化氧化石墨烯的制备方法为：将氧化石墨烯、n,n-二甲基甲酰胺按质量比为1:(200~300)混合，室温搅拌1~2h，加入氧化石墨烯质量80~100倍的乙二胺，继续搅拌40~60min，加入氧化石墨烯质量0.05~0.07倍的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐，在55~65℃水浴下反应6~8h，过滤，用无水乙醇洗涤，50~60℃干燥10~12h，制得氨基化氧化石墨烯。

19、进一步地，步骤s5所述异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃、三联吡啶二醇单体、磷硅复合阻燃单体的摩尔比为(10~12):(6~7):(2~3):(3~4)。

20、进一步地，步骤s5所述聚氨酯、改性氧化石墨烯、n,n-二甲基甲酰胺的用量关系为：按质量份数计，聚氨酯80~90份，改性氧化石墨烯3~3.4份，n,n-二甲基甲酰胺200~220份。

21、一种耐盐雾游艇膜，由上述制备方法制得。

22、本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

23、1、将2,2':6',2"-三联吡啶-4'-甲醛、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇反应制得三联吡啶二醇单体，三联吡啶二醇单体可以作为扩链剂参与聚氨酯的聚合，在聚氨酯侧链上引入大量三联吡啶结构，三联吡啶是一种常用的金属离子配体，能与金属材料表面逸出的金属离子螯合形成络合物保护层，起到延缓腐蚀，提升膜材耐盐雾性能的作用。

24、2、将二苯基二氯硅烷、对羟基苯甲醛反应制得中间体；将中间体依次与3-氨基-1-丙醇、5,5-二甲基-1,3,2-二氧磷杂环己烷-2-酮反应制得磷硅复合阻燃单体；磷硅复合阻燃单体两端的羟基可以参与聚氨酯的聚合，在聚氨酯主链上引入了磷-硅复合型阻燃成分，有效提升膜材的阻燃性能。

25、3、将2,4-二羟基二苯甲酮、环氧氯丙烷反应制得了环氧化二苯甲酮，再与乙二胺改性后的氨基化氧化石墨烯反应，制得改性氧化石墨烯；氧化石墨烯作为一种二维的片状纳米材料，已经被广泛应用于涂层材料的防腐保护中，可以通过物理阻隔提升膜材的耐腐蚀能力，对氧化石墨烯进行表面修饰，一方面提升了氧化石墨烯在高分子材料中的分散能力，另一方面，氧化石墨烯上接枝的二苯甲酮结构属于二苯甲酮类紫外吸收剂，能够吸收紫外光的能力，提高膜材的耐候性能。

1.一种耐盐雾游艇膜的制备方法，其特征在于，所述耐盐雾游艇膜的制备方法包括以下制备步骤：

2.如权利要求1所述的耐盐雾游艇膜的制备方法，其特征在于，步骤s1所述2,2':6',2"-三联吡啶-4'-甲醛、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇的摩尔比为1:1。

3.如权利要求1所述的耐盐雾游艇膜的制备方法，其特征在于，步骤s2所述中间体的制备方法为：按摩尔比为1:2:2称取二苯基二氯硅烷、对羟基苯甲醛、三乙胺；将对羟基苯甲醛、四氢呋喃混合均匀，室温搅拌，加入三乙胺，继续搅拌，在冰水浴条件下加入二苯基二氯硅烷，在40~50℃搅拌反应3~4h，过滤，减压蒸馏，制得中间体。

4.如权利要求1所述的耐盐雾游艇膜的制备方法，其特征在于，步骤s2所述中间体、3-氨基-1-丙醇、5,5-二甲基-1,3,2-二氧磷杂环己烷-2-酮的摩尔比为1:2:2。

5.如权利要求1所述的耐盐雾游艇膜的制备方法，其特征在于，步骤s3所述2,4-二羟基二苯甲酮、环氧氯丙烷的摩尔比为1:(3~4)。

6.如权利要求1所述的耐盐雾游艇膜的制备方法，其特征在于，步骤s4所述氨基化氧化石墨烯的制备方法为：将氧化石墨烯、n,n-二甲基甲酰胺按质量比为1:(200~300)混合，室温搅拌，加入氧化石墨烯质量80~100倍的乙二胺，继续搅拌，加入氧化石墨烯质量0.05~0.07倍的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐，在55~65℃水浴下反应6~8h，过滤，洗涤，干燥，制得氨基化氧化石墨烯。

7.如权利要求1所述的耐盐雾游艇膜的制备方法，其特征在于，步骤s4所述氨基化氧化石墨烯、环氧化二苯甲酮的质量比为1:(8~10)。

8.如权利要求1所述的耐盐雾游艇膜的制备方法，其特征在于，步骤s5所述异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃、三联吡啶二醇单体、磷硅复合阻燃单体的摩尔比为(10~12):(6~7):(2~3):(3~4)。

9.如权利要求1所述的耐盐雾游艇膜的制备方法，其特征在于，步骤s5所述聚氨酯、改性氧化石墨烯、n,n-二甲基甲酰胺的用量关系为：按质量份数计，聚氨酯80~90份，改性氧化石墨烯3~3.4份，n,n-二甲基甲酰胺200~220份。

10.一种耐盐雾游艇膜，其特征在于，由权利要求1~9中任一项权利要求所述的制备方法制得。