一種丙烯酸-聚苯胺復合改性聚氨酯涂料的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及聚氨酯涂料技術領域，尤其涉及一種丙烯酸-聚苯胺復合改性聚氨酯涂料。
【背景技術】
[0002]聚氨酯具有較好的耐磨、耐水、耐溶劑和優異的機械性能，目前在彈性體、泡沫塑料、涂料、黏合劑及生物醫用材料等方面獲得了廣泛應用。聚氨酯涂料通常被應用在皮革涂飾、紡織印染、造紙業、建筑涂料、膠粘劑、鑄鋼涂料等領域。雖然聚氨酯具有優異的性能，但是其也存在某些局限，例如，其分子鏈上的親水性-CH2OH基團易吸水，導致聚氨酯耐水性能下降，在水環境下嚴重影響聚氨酯涂層的耐腐蝕性和使用壽命，從而限制其應用范圍。
【發明內容】
[0003]基于【背景技術】存在的技術問題，本發明提出了一種丙烯酸-聚苯胺復合改性聚氨酯涂料，其耐水性和耐腐蝕性好，耐熱性和耐候性能優異，同時強度高，與底材的附著力強，并且具有一定的阻燃性，使用壽命長。
[0004]本發明提出的一種丙烯酸-聚苯胺復合改性聚氨酯涂料，其原料按重量份包括以下組分:改性聚氨酯乳液30-80份、水性丙烯酸乳液10-25份、水性聚苯胺乳液15-25份、二苯甲烷二異氰酸酯5-15份、納米氧化鋅3-12份、納米磷酸鋅5-15份、氧化鋁3-8份、硅灰石2-10份、氮化硼3-12份、硫酸鋇2-10份、三聚磷酸鋁5-8份、二乙基次膦酸鋁2-5份、氯化鈣2-6份、N-甲基吡咯烷酮3-8份、消泡劑0.1-0.5份、分散劑0.5-1份、潤濕劑0.1-0.5份、流平劑0.1-
0.5份、丙三醇3-12份、8-羥基喹啉酮2-3.8份、環氧樹脂3-8份、硅烷偶聯劑2-6份、聚乙烯蠟
1-2.5份、水35-50份。
[0005]優選地，其原料中，改性聚氨酯乳液、水性丙烯酸乳液、水性聚苯胺乳液的重量比為45-55:17-23:18-21。
[0006]優選地，其原料中，納米氧化鋅、納米磷酸鋅、氧化鋁、硅灰石、氮化硼、硫酸鋇、三聚磷酸鋁、二乙基次膦酸鋁、氯化鈣的重量比為7-11:6.5-10:5-7:5.5-8:6-10:5-9:6-8:3.2_4:4_5.2 ο
[0007]優選地，其原料中，氯化鈣、丙三醇的重量比為3-5:7-10。
[0008]優選地，其原料按重量份包括以下組分:改性聚氨酯乳液48-52份、水性丙烯酸乳液20-22份、水性聚苯胺乳液19-21份、二苯甲烷二異氰酸酯8-12份、納米氧化鋅8-10份、納米磷酸鋅8-9份、氧化鋁6.2-6.8份、硅灰石7-7.6份、氮化硼7.2_8份、硫酸鋇6.5-7.2份、三聚磷酸鋁6.3-7份、二乙基次膦酸鋁3.5-4份、氯化鈣4.3-5份、N-甲基吡咯烷酮4.2-4.9份、消泡劑0.25-0.32份、分散劑0.7-1份、潤濕劑0.3-0.35份、流平劑0.28-0.36份、丙三醇8_10份、8-羥基喹啉酮2.6-3.2份、環氧樹脂4.2-5份、硅烷偶聯劑3.2_4份、聚乙烯蠟1.6_2.1份、水40-46份。
[0009]優選地，其原料按重量份包括以下組分:改性聚氨酯乳液50份、水性丙烯酸乳液21份、水性聚苯胺乳液20份、二苯甲烷二異氰酸酯10份、納米氧化鋅8.6份、納米磷酸鋅8.7份、氧化鋁6.5份、硅灰石7.3份、氮化硼7.6份、硫酸鋇7份、三聚磷酸鋁6.5份、二乙基次膦酸鋁3.8份、氯化鈣4.7份、N-甲基吡咯烷酮4.8份、消泡劑0.3份、分散劑0.8份、潤濕劑0.32份、流平劑0.3份、丙三醇8.6份、8-羥基喹啉酮3份、環氧樹脂4.5份、硅烷偶聯劑3.6份、聚乙烯蠟2份、水45份。
[0010]優選地，所述改性聚氨酯乳液按照以下工藝進行制備:按重量份將15-25份甲基丙烯酸甲酯和5-12份2-丙烯酸異辛酯混合均勻，然后加入10-20份異佛爾酮二異氰酸酯、15-25份聚氧化丙烯二醇、2-12份聚碳酸亞丙酯二醇、0.5-1份三羥甲基丙烷、2-3份二羥基半酯和1-5份六氫-1，3，5-三(羥乙基)-均三嗪，在65-75°C下進行反應0.8-2.5h，然后加入1_1.5份甲基丙烯酸羥乙酯攪拌反應20-35min，調節體系為中性后加入80-100份質量分數為0.2-
0.5%的α-烯基磺酸鈉水溶液，再加入0.2-0.5份引發劑后加入3-5份甲基丙烯酸、0.2-1份
2-丙烯酸異辛酯、2-5份甲基丙烯酸三氟乙酯和2-3.5份硅烷偶聯劑ΚΗ-570，攪拌反應2-
3.5h，調節體系的pH為堿性后加入1-2.5份氮丙啶，攪拌反應50-80min得到所述改性聚氨酯乳液。
[0011]優選地，所述改性聚氨酯乳液按照以下工藝進行制備:按重量份將20份甲基丙烯酸甲酯和10份2-丙烯酸異辛酯混合均勻，然后加入16份異佛爾酮二異氰酸酯、20份聚氧化丙烯二醇、10份聚碳酸亞丙酯二醇、0.65份三羥甲基丙烷、2.6份二羥基半酯和3.2份六氫-1，3，5-三(羥乙基)-均三嗪，在70°(:下進行反應211，然后加入1.2份甲基丙烯酸羥乙酯攪拌反應30min，調節體系為中性后加入95份質量分數為0.35%的α-烯基磺酸鈉水溶液，再加入
0.35份引發劑后加入4份甲基丙烯酸、0.6份2-丙烯酸異辛酯、3.2份甲基丙烯酸三氟乙酯和3份硅烷偶聯劑ΚΗ-570，攪拌反應3.2h，調節體系的pH為堿性后加入2.2份氮丙啶，攪拌反應60min得到所述改性聚氨酯乳液。
[0012]優選地，所述引發劑偶氮二異丁腈、過硫酸銨、過硫酸鈉、過氧化苯甲酰中的一種或者多種的混合物。
[0013]本發明所述丙烯酸-聚苯胺復合改性聚氨酯涂料可以按照常規的聚氨酯水性涂料制備工藝制備而成。
[0014]本發明中，選擇了水性丙烯酸乳液、水性聚苯胺乳液與改性聚氨酯乳液配合作為成膜物質，三者按照上述比例配合后，相容性好，性能協同，賦予涂料優異的耐腐蝕性的同時改善了涂料的耐候性和耐熱性;優選方式中，在改性聚氨酯乳液的制備過程中，選擇了異佛爾酮二異氰酸酯、聚氧化丙烯二醇、聚碳酸亞丙酯二醇、三羥甲基丙烷、二羥基半酯和六氫-1，3，5_三(羥乙基)-均三嗪為原料，從而在聚氨酯乳液中引入了聚碳酸亞丙酯二醇，賦予涂料優異的耐磨性、耐候性和一定的阻燃性，引入了六氫-1，3，5_三(羥乙基)-均三嗪提高了體系的交聯密度，同時賦予涂料一定的抗菌性，提高了涂料的耐腐蝕性，加入甲基丙烯酸羥乙酯后，其能起到交聯的作用，一方面與體系中的異氰酸根反應，一方面與加入的甲基丙烯酸、2-丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸三氟乙酯和硅烷偶聯劑KH-570中的雙鍵產生了聚合，得到了丙烯酸酯改性的聚氨酯，與氮丙啶混合后，丙烯酸酯改性的聚氨酯中的羧基易于開環的氮丙啶發生交聯反應，得到了改性聚氨酯乳液，將其用作體系的成膜物質，一方面，由于體系中引入了氟原子和硅原子，改善了涂料的耐熱性、耐腐蝕性和耐水性，另一方面，因氮丙啶與聚氨酯分子中的羧酸根發生了反應，消除了部分親水基團，且分子鏈間產生了交聯，形成了致密涂層，封閉了水分散體中的親水基團，減少了水分子的滲入，增加了電解質的電離難度，同時阻礙了鹽霧、氧氣等腐蝕介質的侵入，減緩了金屬的腐蝕，改善了涂料的耐水性、耐溶劑性和耐腐蝕性，同時提高了涂料的拉伸強度、斷裂伸長率和硬度;納米氧化鋅、納米磷酸鋅、氧化鋁、硫酸鋇、三聚磷酸鋁、二乙基次膦酸鋁、環氧樹脂配合加入體系中，具有協同作用，顯著提高了涂料的耐腐蝕性，與硅灰石、氮化硼配合后，進一步改善了涂料的耐腐蝕性，同時提高了涂料的耐熱性和耐水性;氯化鈣加入體系中與丙三醇具有協同性，顯著提高了涂料的抗凍性能。
【具體實施方式】
[0015]下面，通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0016]實施例1
[0017]本發明提出的一種丙烯酸-聚苯胺復合改性聚氨酯涂料，其原料按重量份包括以下組分:改性聚氨酯乳液80份、水性丙烯酸乳液10份、水性聚苯胺乳液25份、二苯甲烷二異氰酸酯5份、納米氧化鋅12份、納米磷酸鋅15份、氧化鋁8份、硅灰石2份、氮化硼12份、硫酸鋇2份、三聚磷酸鋁8份、二乙基次膦酸鋁2份、氯化鈣6份、N-甲基吡咯烷酮3份、消泡劑0.5份、分散劑0.5份、潤濕劑0.5份、流平劑0.1份、丙三醇12份、8-羥基喹啉酮2份、環氧樹脂8份、硅烷偶聯劑2份、聚乙烯蠟2.5份、水35份。
[0018]實施例2
[0019]本發明提出的一種丙烯酸-聚苯胺復合改性聚氨酯涂料，其原料按重量份包括以下組分:改性聚氨酯乳液30份、水性丙烯酸乳液25份、水性聚苯胺乳液15份、二苯甲烷二異氰酸酯15份、納米氧化鋅3份、納米磷酸鋅5份、氧化鋁3份、硅灰石10份、氮化硼3份、硫酸鋇10份、三聚磷酸鋁5份、二乙基次膦酸鋁5份、氯化鈣2份、N-甲基吡咯烷酮8份、消泡劑0.1份、分散劑I份、潤濕劑0.1份、流平劑0.5份、丙三醇3份、8-羥基喹啉酮3.8份、環氧樹脂3份、硅烷偶聯劑6份、聚乙烯蠟I份、水50份。
[0020]實施例3
[0021]本發明提出的一種丙烯酸-聚苯胺復合改性聚氨酯涂料，其原料按重量份包括以下組分:改性聚氨酯乳液52份、水性丙烯酸乳液20份、水性聚苯胺乳液21份、二苯甲烷二異氰酸酯8份、納米氧化鋅10份、納米磷酸鋅8份、氧化鋁6.8份、硅灰石7份、氮化硼8份、硫酸鋇6.5份、三聚磷酸鋁6.3份、二乙基次膦酸鋁4份、氯化鈣4.3份、N-甲基吡咯烷酮4.9份、消泡劑0.25份、分散劑I份、潤濕劑0.3份、流平劑0.36份、丙三醇8份、8-羥基喹啉酮3.2份、環氧樹脂4.2份、硅烷偶聯劑4份、聚乙烯蠟1.6份、水46份；
[0022]其中，所述改性聚氨酯乳液按照以下工藝進行制備:按重量份將25份甲基丙烯酸甲酯和5份2-丙烯酸異辛酯混合均勻，然后加入20份異佛爾酮二異氰酸酯、15份聚氧化丙烯二醇、12份聚碳酸亞丙酯二醇、0.5份三羥甲基丙烷、3份二羥基半酯和I份六氫-1，3，5_三(羥乙基)