本发明涉及高性能聚脲涂料，尤其涉及一种mxene改性聚天门冬氨酸酯及其制备方法和应用。
背景技术：
1、聚脲涂料是一种以氨基组分为原料，与异氰酸酯反应制成的弹性涂层材料。聚脲涂料具有固化速度快、黏度低、力学性能高、溶剂含量低等诸多优点，在钢结构、车辆工程、设备零件、风电叶片、混凝土等领域得到了广泛应用。然而，传统的聚脲涂料固化速度快，需要专门的喷涂设备，并且其施工凝胶时间短，稳定性差，因此在一定程度上限制了其推广应用。而采用聚天门冬氨酸酯(pae)作为氨基组分来制备的聚天门冬氨酸酯聚脲涂料，具有凝胶时间可调，可户外长期使用，综合性能更为优异的特点，因此pae聚脲涂料作为第三代聚脲，在更多领域得到了应用，且市场需求呈不断上升趋势。
2、pae聚脲涂料是由异氰酸酯与含氨基官能团的聚天门冬氨酸酯(pae)反应生成的新型聚脲涂料。pae实际上是一种带有空间位阻的脂肪族仲胺化合物，其制备原理是基于迈克尔加成反应，使用脂肪族伯胺与不饱和的马来酸二烃酯反应生成具有空间位阻结构的脂肪族仲胺化合物，正是由于其独特的空间位阻效应可以限制异氰酸酯与氨基的反应，并降低它们的反应活性，从而进一步增加了聚脲的凝胶时长。相比前两代聚脲产品，pae聚脲凝胶时间可达几十小时，大大降低了施工成本，提升了施工便利性。然而，pae聚脲在制备过程中由于胺类亲水基团的引入，导致涂层疏水性差，易吸潮，热性能不佳，且在其合成过程中由于伯胺转化率低，反应难以完全进行从而导致后期固化不充分。因此，相对于前两代传统聚脲，pae聚脲固化后的涂膜附着力略显不足，耐盐雾腐蚀性能偏差，一定程度上限制了其在工程机械防护和海洋防腐等领域的应用。
3、鉴于此，本发明首次提出一种附着力、疏水性和耐盐雾腐蚀性能好的mxene改性聚天门冬氨酸酯。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种mxene改性聚天门冬氨酸酯及其制备方法和应用，用以解决现有技术中聚天门冬氨酸酯在聚脲涂料中疏水性、附着力和耐盐雾腐蚀性能差的技术问题。
2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
3、本发明提供了一种mxene改性聚天门冬氨酸酯的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)将硅烷偶联剂-乙醇溶液加入到mxene水溶液中进行超声、搅拌，再加入盐酸溶液调节ph后进行反应，得到mxene-nh2；
5、(2)将马来酸二烃酯滴加到mxene-nh2中进行加成反应，得到mxene改性聚天门冬氨酸酯。
6、进一步的，所述mxene水溶液是将mxene粉末溶解于水中得到；
7、所述硅烷偶联剂-乙醇溶液是将硅烷偶联剂分散在乙醇中得到；
8、所述水和乙醇的体积比为500～1000：300～600；
9、所述mxene粉末和硅烷偶联剂的质量比为3～8：8～16；
10、所述mxene粉末和水的质量体积比为3～8g：500～1000ml。
11、进一步的，所述mxene粉末为ti3c2tx，其中tx表示mxene表面的化学官能团；
12、所述硅烷偶联剂包括kh550、kh792和dl602中的一种或几种；
13、所述马来酸二烃酯包括马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二丁酯、马来酸二辛酯、马来酸二异辛酯和马来酸二烯丙酯中的一种或几种。
14、进一步的，所述步骤(1)中，超声的时间为30～60min，搅拌的时间为10～20min；
15、所述调节ph为4～5；
16、所述盐酸溶液的摩尔浓度为0.5～2mol/l。
17、进一步的，所述步骤(1)中，反应的温度为30～50℃，反应的时间为8～24h。
18、进一步的，所述步骤(2)中，mxene-nh2和马来酸二烃酯的质量比为10～18：3.5～5.5。
19、进一步的，所述步骤(2)中，滴加的温度为50～70℃，滴加的时间为20～50min；
20、所述加成反应的温度为90～120℃，加成反应的时间为10～30min。
21、本发明提供了一种由mxene改性聚天门冬氨酸酯的制备方法制备得到的mxene改性聚天门冬氨酸酯。
22、本发明还提供了一种mxene改性聚天门冬氨酸酯在制备聚脲涂料的应用，将mxene改性聚天门冬氨酸酯和异氰酸酯固化剂混合于乙酸丁酯中，得到mxene改性聚天门冬氨酸酯聚脲涂料；
23、所述异氰酸酯固化剂为溶剂型异氰酸酯低聚物。
24、进一步的，所述mxene改性聚天门冬氨酸酯和异氰酸酯固化剂的质量比为14～20：5～15；
25、所述乙酸丁酯的用量为mxene改性聚天门冬氨酸酯和异氰酸酯固化剂总质量的10～50％。
26、本发明的有益效果：
27、(1)本发明的制备方法通过将接枝硅烷偶联剂后的mxene-nh2视为伯胺物质，与马来酸二烃酯进行加成反应，首次通过化学法将mxene接枝到聚天门冬胺酸酯中，成功构筑了二维无机材料和聚天门冬氨酸酯有机聚合物的有效杂化，制得了高性能mxene改性聚天门冬氨酸酯聚脲涂料。
28、(2)本发明的制备方法由于聚合物链段的排斥力作用，mxene片层之间难以发生互相堆叠，保证了mxene“迷宫效应”的微观结构不被破坏，有效的发挥了mxene的屏蔽作用，显著提高了pae聚脲涂料的防腐性能。
29、(3)本发明的制备方法将mxene作为增强相接枝到聚脲涂层中后，不仅可提升聚脲涂层的耐腐蚀性能，还赋予了涂层优异的机械性能，使得聚脲漆膜的机械强度进一步增大。
30、(4)本发明的制备方法，简单快捷，易操作和推广。
1.一种mxene改性聚天门冬氨酸酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述mxene改性聚天门冬氨酸酯的制备方法，其特征在于，所述mxene水溶液是将mxene粉末溶解于水中得到；
3.根据权利要求2所述mxene改性聚天门冬氨酸酯的制备方法，其特征在于，所述mxene粉末为ti3c2tx，其中tx表示mxene表面的化学官能团；
4.根据权利要求2或3所述mxene改性聚天门冬氨酸酯的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，超声的时间为30～60min，搅拌的时间为10～20min；
5.根据权利要求4所述mxene改性聚天门冬氨酸酯的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，反应的温度为30～50℃，反应的时间为8～24h。
6.根据权利要求5所述mxene改性聚天门冬氨酸酯的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，mxene-nh2和马来酸二烃酯的质量比为10～18：3.5～5.5。
7.根据权利要求5或6所述mxene改性聚天门冬氨酸酯的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，滴加的温度为50～70℃，滴加的时间为20～50min；
8.一种由权利要求1～7任意一项所述mxene改性聚天门冬氨酸酯的制备方法制备得到的mxene改性聚天门冬氨酸酯。
9.一种权利要求8所述mxene改性聚天门冬氨酸酯在制备聚脲涂料的应用，其特征在于，将mxene改性聚天门冬氨酸酯和异氰酸酯固化剂混合于乙酸丁酯中，得到mxene改性聚天门冬氨酸酯聚脲涂料；
10.根据权利要求9所述mxene改性聚天门冬氨酸酯在制备聚脲涂料的应用，其特征在于，所述mxene改性聚天门冬氨酸酯和异氰酸酯固化剂的质量比为14～20：5～15；
