一种防静电的聚脲材料及其制备方法与流程

1.本发明属于地面涂装领域，具体涉及一种防静电的聚脲材料及其制备方法。


背景技术：

2.现有技术中大多数的划线漆通常是以丙烯酸树脂乳液和助剂制备而成，但是所得到的涂膜硬度与韧性无法很好地平衡，目前能够同时具有高硬度和高韧性的划线漆产品很少。除此之外，大多数的划线漆需在加热的条件下施工，不仅操作复杂且难以控制涂膜的质量，同时固化速度较慢，耐磨性差，长时间使用也易出现粉体掉落现象。针对现有技术中存在的问题，申请人开发了一种可用于划线漆的聚脲材料，已经公开在了中国专利cn111675894a中，能够在保持聚脲材料具有较高硬度的同时保证足够的韧性，并且环保安全，尽管该材料具有优异的性能，而对于在一些特定场合如停车场、电气设备等工厂，会因为某些外部因素产生静电，但是由于所述聚脲材料为绝缘体，导致静电积聚而无法释放，从而有引起安全事故的风险，从而进一步限制了聚脲材料的应用，为此申请人经过大量的研究，在之前的基础上，对原来的聚脲材料进行改进与优化，开发出了一种具有防静电的聚脲材料，特提出本技术。


技术实现要素：

3.针对上述提到的技术问题，本发明一方面提供了一种防静电的聚脲材料，包括a、b双组分，其中a组分与b组分的重量比为1：(0.1-0.8)，所述a组分包括聚脲树脂、填料；所述b组分包括固化剂。
4.作为一种优选的技术方案，按照重量份计，所述a组分包括聚脲树脂45-70份、填料为80-99份。
5.作为一种优选的技术方案，所述填料包括滑石粉、云母粉、炭黑、硫酸钡中的一种或多种。
6.作为一种优选的技术方案，所述填料还包括石墨烯。
7.作为一种优选的技术方案，所述石墨烯的加入量占填料的0.1-0.5wt％。
8.作为一种优选的技术方案，所述a组分还包括6-21重量份的功能助剂。
9.作为一种优选的技术方案，所述功能助剂包括润湿分散剂、硅烷偶联剂、补强纤维、消泡剂、色浆中的一种或多种。
10.作为一种优选的技术方案，所述固化剂包括脂肪族聚异氰酸酯。
11.作为一种优选的技术方案，所述脂肪族聚异氰酸酯的nco含量为16-17wt％，在23℃的粘度为170-330mpa.s。
12.本发明的另一方面提供了一种防静电的聚脲材料的制备方法，包括以下步骤：
13.s1：将聚脲树脂、填料和助剂混合搅拌均匀后，得到a组分；
14.s2：将固化剂和a组分混合均匀后，即得所述防静电的聚脲材料。
15.有益效果：本发明通过特定比例的a、b双组分复配，使制备得到的聚脲材料具有高
硬度和优异的耐冲击强度，并且具有良好的高温稳定性以及耐化学腐蚀性能，同时采用重量比为1：(0.9-1.5)：(0.2-1)的滑石粉、云母粉、炭黑复配使用，在此基础上再加入特定的石墨烯，能够使所制备的聚脲材料具有优异的防静电效果，同时还能进一步增加聚脲材料的力学性能。
具体实施方式
16.结合以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本发明的内容。除非另有说明，本文中使用的所有技术及科学术语均具有与本发明所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本发明中提供的任何定义不一致，则以本发明中提供的术语定义为准。
17.在本文中使用的，除非上下文中明确地另有指示，否则没有限定单复数形式的特征也意在包括复数形式的特征。还应理解的是，如本文所用术语“由
…
制备”与“包含”同义，“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示所陈述的组合物、步骤、方法、制品或装置，但不排除存在或添加一个或多个其它组合物、步骤、方法、制品或装置。此外，当描述本发明的实施方式时，使用“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。除此之外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
18.为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种防静电的聚脲材料，包括a、b双组分，其中a组分与b组分的重量比为1：(0.1-0.8)，所述a组分包括聚脲树脂、填料；所述b组分包括固化剂。
19.优选的，所述a组分与b组分的重量比为1：(0.4-0.6)。
20.更加优选的，所述a组分与b组分的重量比为1：0.5。
21.在一些优选的实施方式中，按照重量份计，所述a组分包括聚脲树脂45-70份、填料为80-99份。
22.优选的，按照重量份计，所述a组分包括聚脲树脂50-65份、填料为84-95份。
23.更加优选的，按照重量份计，所述a组分包括聚脲树脂58份、填料为92份。
24.在一些优选的实施方式中，所述填料包括滑石粉、云母粉、炭黑、硫酸钡中的一种或多种。
25.优选的，所述填料包括滑石粉、云母粉、炭黑的混合，其重量比为1：(0.9-1.5)：(0.2-1)。
26.更加优选的，所述填料包括滑石粉、云母粉、炭黑的混合，其重量比为1：1.2：0.6。
27.进一步优选的，所述滑石粉的粒径为325-800目，购自江阴市欧森纳化工有限公司；所述云母粉的粒径为18-20μm，购自滁州格锐矿业有限责任公司，型号为ga-1；所述导电炭黑的粒径为18nm，购自上海黎轩实业有限公司，型号为欧励隆hiblack 50l。
28.在一些优选的实施方式中，所述填料还包括石墨烯。
29.优选的，所述石墨烯的片径为0.5-10μm，厚度为0.5-1.5nm。
30.更加优选的，所述石墨烯的片径为0.5-5μm，厚度为0.8-1.2nm。
31.进一步优选的，所述石墨烯购自江苏先丰纳米材料科技有限公司，型号为xf001h。
32.在一些优选的实施方式中，所述石墨烯的加入量占填料的0.1-0.5wt％。
33.优选的，所述石墨烯的加入量占填料的0.35wt％。
34.在一些优选的实施方式中，所述a组分还包括6-21重量份的功能助剂。
35.在现有技术中，石墨烯常作为一种防静电物质被使用，但是在实际使用的过程中其分散性较差，往往出现聚集的现象，因而会导致其防静电效果不是太好，申请人在研究中发现，本体系中采用重量比为1：(0.9-1.5)：(0.2-1)的滑石粉、云母粉、炭黑复配使用，在此基础上再加入特定的石墨烯，能够使所制备的聚脲材料具有优异的防静电效果，同时还能进一步增加聚脲材料的力学性能，申请人认为可能的原因是一方面加入特定的云母粉具有复式硅氧层而呈二维片状结构，使得一部分尺寸更小的单片状石墨烯能够嵌入到云母粉的二维结构中，同时加入的滑石粉颗粒相对较大，并且化学性质极不活泼，因此在滑石粉的带动下，使得填料能够均匀地分散在体系中，并最大限度地保留石墨烯的网状结构，同时纳米级的炭黑离子穿插在这种结构之中，形成了导电网络，从而提升了所制备聚脲材料的防静电性能，同时几种填料产生协同作用使得聚脲材料具有更佳的力学强度和耐冲击性能。
36.在一些优选的实施方式中，所述功能助剂包括润湿分散剂、硅烷偶联剂、补强纤维、消泡剂、色浆中的一种或多种。
37.优选的，按照重量份计，所述功能助剂包括润湿分散剂0.4-2份、硅烷偶联剂4-12份、补强纤维1-3份、消泡剂0.1-0.2份、色浆0.5-3.8份。
38.更加优选的，所述功能助剂包括润湿分散剂1.2份、硅烷偶联剂8份、补强纤维2份、消泡剂0.15份、色浆2.4份。
39.本发明对润湿分散剂、硅烷偶联剂、补强纤维、消泡剂、色浆的种类不做特殊限制。
40.在一些优选的实施方式中，所述润湿分散剂为德国赢创德固赛润湿分散剂tego dispers 655，所述硅烷偶联剂为kh560或kh550，所述消泡剂选自上海凯茵化工有限公司，型号为byk-141，所述补强纤维为矿物纤维，选自艾曼斯，型号为gm-2h。
41.在一些优选的实施方式中，所述固化剂包括脂肪族聚异氰酸酯。
42.在一些优选的实施方式中，所述脂肪族聚异氰酸酯的异氰酸酯基(-nco)含量为16-17wt％，在23℃的粘度为170-330mpa.s。
43.优选的，所述脂肪族聚异氰酸酯的nco含量为16.2-16.8wt％，在23℃的粘度为175-325mpa.s。
44.更加优选的，所述脂肪族聚异氰酸酯选自德国拜耳bayer固化剂n75。
45.本发明的另一方面提供了一种防静电的聚脲材料的制备方法，包括以下步骤：
46.s1：将聚脲树脂、填料和助剂混合搅拌均匀后，得到a组分；
47.s2：将固化剂和a组分混合均匀后，即得所述防静电的聚脲材料。
48.实施例
49.下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
50.实施例1
51.本实施例提供了一种防静电的聚脲材料，包括a、b双组分，其中a组分与b组分的重量比为1：0.5，所述a组分包括聚脲树脂58份、填料92份、功能助剂13.75份，所述b组分包括
16.8wt％，在23℃的粘度为175-325mpa.s，购自德国拜耳bayer固化剂n75。
71.本实施例的另一方面提供了一种防静电的聚脲材料的制备方法，包括以下步骤：
72.s1：在反应釜中加入聚脲树脂，以250rpm的转速进行搅拌，边搅拌边加入助剂，搅拌均匀后在300rpm的转速下加入填料，然后以900rpm转速混合搅拌均匀，脱泡处理后，即得到a组分；
73.s2：将固化剂和a组分混合均匀后，即得所述防静电的聚脲材料。
74.实施例3
75.本实施例提供了一种防静电的聚脲材料，包括a、b双组分，其中a组分与b组分的重量比为1：0.8，所述a组分包括聚脲树脂70份、填料99份、功能助剂21份，所述b组分包括固化剂。
76.所述聚脲树脂为德国拜耳desmophen nh1520，胺值为189-193mgkoh/g，在25℃的粘度为800-2000mpa
·
s。
77.所述填料包括滑石粉、云母粉、炭黑的混合，其重量比为1：1.5：1。
78.所述填料还包括石墨烯，所述石墨烯的加入量占填料的0.5wt％。
79.所述滑石粉的粒径为325-800目，购自江阴市欧森纳化工有限公司；所述云母粉的粒径为18-20μm，购自滁州格锐矿业有限责任公司，型号为ga-1；所述导电炭黑的粒径为18nm，购自上海黎轩实业有限公司，型号为欧励隆hiblack50l；所述石墨烯购自江苏先丰纳米材料科技有限公司，型号为xf001h，片径为0.5-5μm，厚度为0.8-1.2nm。
80.所述功能助剂包括润湿分散剂2份、硅烷偶联剂12份、补强纤维3份、消泡剂0.2份、色浆3.8份。
81.所述润湿分散剂为德国赢创德固赛润湿分散剂tego dispers 655，所述硅烷偶联剂为kh560，所述消泡剂购自上海凯茵化工有限公司，型号为byk-141，所述补强纤维为矿物纤维，购自艾曼斯，型号为gm-2h。
82.所述固化剂包括脂肪族聚异氰酸酯，所述脂肪族聚异氰酸酯的nco含量为16.2-16.8wt％，在23℃的粘度为175-325mpa.s，购自德国拜耳bayer固化剂n75。
83.本实施例的另一方面提供了一种防静电的聚脲材料的制备方法，包括以下步骤：
84.s1：在反应釜中加入聚脲树脂，以250rpm的转速进行搅拌，边搅拌边加入助剂，搅拌均匀后在300rpm的转速下加入填料，然后以900rpm转速混合搅拌均匀，脱泡处理后，即得到a组分；
85.s2：将固化剂和a组分混合均匀后，即得所述防静电的聚脲材料。
86.实施例4
87.本实施例提供了一种防静电的聚脲材料及其制备方法，具体实施方式同实施例1，其区别在于，所述填料不包括云母粉。
88.实施例5
89.本实施例提供了一种防静电的聚脲材料及其制备方法，具体实施方式同实施例1，其区别在于，所述滑石粉、云母粉、炭黑的重量比为1：0.8：1.1。
90.性能测试
91.1.防静电性能
92.将实施例1-5制备得到的聚脲材料在塑料件表面涂敷厚度为2mm的涂层，然后采用
zc36高阻计测试涂层的表面电阻率，测试结果见表1。
93.表1
94.实施例编号表面电阻率(ω)实施例17.5
×
108实施例27
×
10
10
实施例35
×
109实施例42.3
×
10
11
实施例51.8
×
10
11
95.以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或更改为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。