本发明涉及涂料，尤其涉及一种耐候抗菌聚氨酯涂料及其制备方法。
背景技术：
1、聚氨酯(pu)乳液和聚丙烯酸(paa)乳液同其溶剂型产品相比，具有价格低廉、安全、不燃烧、无毒、不污染环境等优点。但纯paa乳液存在耐磨性、耐水性和耐化学品性差的缺陷，且有固含量高，应用范围不广等问题。现有技术发现pu和paa在性质上具有互补作用，如将两者联合使用，形成聚氨酯丙烯酸酯(pua)复合乳液，则兼备了二者的优点，具有较好的耐磨性、耐腐蚀性、光亮、柔软有弹性的特质，因此被誉为“第三代水性聚氨酯”，成为当今涂料一个发展趋势。然而，随着社会与科技的发展，人们对涂料运用场景和环境越来越复杂多样，因此，常规的pua已经无法满足需求。
2、石墨烯具有优异的综合性能，如高导电性、良好导热性、高强度等特性；纳米银对数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用，具备很好的抗菌防臭的作用。石墨烯、纳米银等材料已经被广泛的应用于聚合物材料，用于可以改进聚合物的防腐性、耐热性、导电导热性、力学性能和抗菌防臭性能等，但基于石墨烯、纳米银等材料在聚合物体系中分散非常困难，会发生团聚而沉降，限制了应用。本专利通过对石墨烯和纳米银材料进行改性处理，使其在聚氨酯材料具有一定的分散性，制备一款新型聚氨酯涂料新材料。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种耐候抗菌聚氨酯涂料及其制备方法，该耐候抗菌聚氨酯涂料使用了石墨烯和纳米银材料，能够拥有分散性良好的石墨烯和纳米银材料体系，进而能够实现聚氨酯涂料的耐候和抗菌效果。
2、基于上述目的，本发明提供一种耐候抗菌聚氨酯涂料，该聚氨酯涂料的原料包括聚醚三元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯和纳米银负载脂肪胺改性的氧化石墨烯。
3、上述的纳米银负载脂肪胺改性的氧化石墨烯是一种特种功能助剂。
4、上述的耐候抗菌聚氨酯涂料中，优选的，该聚氨酯涂料的原料还包括n-甲基吡咯烷酮、二丁基锡二月桂酸酯和二羟甲基丙酸。
5、上述的耐候抗菌聚氨酯涂料中，优选的，所述聚醚三元醇与所述异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比可以为2∶1-1∶1。
6、上述的耐候抗菌聚氨酯涂料中，优选的，所述纳米银负载脂肪胺改性的氧化石墨烯的用量可以为所述聚醚三元醇质量的10％-50％。
7、上述的耐候抗菌聚氨酯涂料中，优选的，所述纳米银负载脂肪胺改性的氧化石墨烯是通过如下方法制备得到的：
8、将氧化石墨烯粉末分散在去离子水中，得到氧化石墨烯水分散液；
9、将脂肪胺溶解在乙醇溶液中，得到脂肪胺乙醇溶液；
10、将氧化石墨烯水分散液和脂肪胺乙醇溶液混合、反应，反应完成后过滤取滤渣，干燥后得到脂肪胺改性的氧化石墨烯；
11、将脂肪胺改性的氧化石墨烯分散在浓度75-95％的乙醇溶液中，然后加入硝酸银溶液，混匀后再滴加氢氧化钠溶液，滴加完成后150-180℃温度下反应20-26h，反应结束后将产物过滤分离，烘干，即制得纳米银负载脂肪胺改性的氧化石墨烯。
12、上述的耐候抗菌聚氨酯涂料中，将氧化石墨烯粉末分散在去离子水中的步骤中，去离子水的用量可以根据需要调整，以能够形成混悬液为准，优选的，去离子水为氧化石墨烯体积的2-10倍。
13、上述的耐候抗菌聚氨酯涂料中，优选的，将脂肪胺溶解在乙醇溶液中，得到脂肪胺乙醇溶液的步骤中，乙醇溶液的浓度为75％-95％；脂肪胺与乙醇溶液的质量体积比为1∶(50-200)。
14、上述的耐候抗菌聚氨酯涂料中，优选的，将脂肪胺改性的氧化石墨烯分散在浓度75-95％的乙醇溶液中的步骤中，乙醇溶液的用量可以根据需要调整；以能够完全分散脂肪胺改性的氧化石墨烯为准；优选的，脂肪胺改性的氧化石墨烯与乙醇溶液的质量体积比为1∶(100-1000)。
15、上述的耐候抗菌聚氨酯涂料中，优选的，将脂肪胺改性的氧化石墨烯分散在浓度75-95％的乙醇溶液中，然后加入硝酸银溶液，混匀后再滴加氢氧化钠溶液的步骤中，硝酸银溶液的浓度可以为0.001-0.005g/ml；优选的，氢氧化钠的浓度可以为0.001-0.005g/ml；优选的，以干重计，所述氢氧化钠液与所述脂肪胺改性的氧化石墨烯的质量比为1∶(5-10)。
16、上述的耐候抗菌聚氨酯涂料中，优选的，所述氧化石墨烯粉末与所述脂肪胺的质量比可以为1∶2-2∶1；
17、以干重计，所述硝酸银溶液与所述脂肪胺改性的氧化石墨烯的质量比为1∶5-1∶10。
18、上述的耐候抗菌聚氨酯涂料中，优选的，所述脂肪胺为c8-c18脂肪胺。
19、上述的耐候抗菌聚氨酯涂料中，进一步优选的，所述脂肪胺为c8-c12脂肪胺。
20、本发明中，氧化石墨烯经过脂肪胺改性之后，石墨烯表面的含氧基团大量减少，并接枝上一定量的长链烷烃，促进了其在聚氨酯中的分散。
21、上述的耐候抗菌聚氨酯涂料中，优选的，在所述将氧化石墨烯水分散液和脂肪胺乙醇溶液混合、反应，反应完成后过滤取滤渣的步骤中，反应的温度为80-100℃，反应时间为18-24h。
22、本发明还提供一种上述的耐候抗菌聚氨酯涂料的制备方法，包括如下步骤：
23、在50-60℃的温度下将聚醚三元醇和n-甲基吡咯烷酮混合，然后滴加二丁基锡二月桂酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯的混合物，升温反应1.5-3h后降温至50℃以下，接着加入二羟甲基丙酸继续反应，反应结束后再加入甲基丙烯酸羟乙酯继续反应，得到第一反应产物液体；
24、向所述第一反应产物液体中滴加去离子水进行分散反应，然后再加入纳米银负载脂肪胺改性的氧化石墨烯，升温至40-50℃，反应2-4h，即得到耐候抗菌聚氨酯涂料。
25、上述的制备方法中，优选的，所述聚醚三元醇与所述n-甲基吡咯烷酮的摩尔比为2∶1-1∶2。
26、上述的制备方法中，优选的，二羟甲基丙酸质量与聚醚三元醇摩尔比为2∶1-1∶2。
27、上述的制备方法中，优选的，向所述第一反应产物液体中滴加去离子水进行分散反应的步骤中，去离子水的用量以能够完全分散所述第一反应产物液体为准；进一步优选的，去离子水是纳米银负载脂肪胺改性的氧化石墨烯的重量的10-20倍。
28、上述的制备方法中，优选的，所述继续反应的反应温度是55-65℃，反应的时间为1-5h；
29、所述分散反应的反应温度为30-40℃，反应时间为0.5-1h；
30、所述升温反应的反应温度为75-85℃。
31、上述的制备方法中，优选的，以重量计，所述二丁基锡二月桂酸酯质量为聚醚三元醇质量的0.2-0.5％。
32、从上面所述可以看出，本发明提供的技术方案具有以下显著有益效果：
33、本发明的耐候抗菌聚氨酯涂料使用了纳米银负载脂肪胺改性的氧化石墨烯作为特种功能助剂，将在聚合物体系中不稳定的石墨烯、纳米银等材料有效融合于聚氨酯涂料体系中，能够极大地提升聚氨酯涂料的耐候性、抗菌性和力学性能。本发明得到的耐候抗菌聚氨酯涂料力学性能好，抗菌性强，耐水耐酸性强，并且高低温老化性能好，使用寿命长，使用场景广泛。
1.一种耐候抗菌聚氨酯涂料，其特征在于：该聚氨酯涂料的原料包括聚醚三元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯和纳米银负载脂肪胺改性的氧化石墨烯。
2.根据权利要求1所述的耐候抗菌聚氨酯涂料，其特征在于：该聚氨酯涂料的原料还包括n-甲基吡咯烷酮、二丁基锡二月桂酸酯和二羟甲基丙酸。
3.根据权利要求1所述的耐候抗菌聚氨酯涂料，其特征在于：所述聚醚三元醇与所述异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为2∶1-1∶1。
4.根据权利要求1所述的耐候抗菌聚氨酯涂料，其特征在于：所述纳米银负载脂肪胺改性的氧化石墨烯的用量为所述聚醚三元醇质量的10％-50％。
5.根据权利要求1所述的耐候抗菌聚氨酯涂料，其特征在于，所述纳米银负载脂肪胺改性的氧化石墨烯是通过如下方法制备得到的：
6.根据权利要求5所述的耐候抗菌聚氨酯涂料，其特征在于：所述氧化石墨烯粉末与所述脂肪胺的质量比为1∶2-2∶1；
7.根据权利要求5所述的耐候抗菌聚氨酯涂料，其特征在于：所述脂肪胺为c8-c18脂肪胺。
8.根据权利要求5所述的耐候抗菌聚氨酯涂料，其特征在于：在所述将氧化石墨烯水分散液和脂肪胺乙醇溶液混合、反应，反应完成后过滤取滤渣的步骤中，反应的温度为80-100℃，反应时间为18-24h。
9.一种权利要求1-8任一项所述的耐候抗菌聚氨酯涂料的制备方法，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的耐候抗菌聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于：所述继续反应的反应温度是55-65℃，反应的时间为1-5h；
