一种耐腐蚀耐水性聚氨酯涂料的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种耐腐蚀耐水性聚氨酯涂料。
【背景技术】
[0002]聚氨酯具有较好的耐磨、耐水、耐溶剂和优异的机械性能，目前在弹性体、泡沫塑料、涂料、黏合剂及生物医用材料等方面获得了广泛应用。聚氨酯涂料通常被应用在皮革涂饰、纺织印染、造纸业、建筑涂料、胶粘剂、铸钢涂料等领域。虽然聚氨酯具有优异的性能，但是其也存在某些局限，例如，其分子链上的亲水性一CH2OH基团易吸水，导致聚氨酯耐水性能下降，在水环境下严重影响聚氨酯涂层的耐腐蚀性和使用寿命，从而限制其应用范围。
【发明内容】
[0003]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种耐腐蚀耐水性聚氨酯涂料，其耐水性和耐腐蚀性好，耐热性和耐候性能优异，强度高，与底材的附着力强，使用寿命长。
[0004]本发明提出的一种耐腐蚀耐水性聚氨酯涂料，其原料按重量份包括以下组分:改性聚氨酯乳液100份、水性丙烯酸乳液20-35份、水性聚苯胺乳液10-25份、多异氰酸酯10-35份、有机改性纳米二氧化硅3-15份、纳米磷酸锌5-15份、高岭土 2-5份、滑石粉2-10份、云母粉3-12份、硫酸钡2-10份、三聚磷酸铝5-12份、成膜助剂5_15份、消泡剂0.2-0.5份、分散剂
0.5-1.2份、润湿剂0.2-0.8份、流平剂0.1-0.5份、防冻剂2_5份、水20-35份。
[0005]优选地，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为100:26-33:15-22。
[0006]优选地，其原料按重量份包括以下组分:改性聚氨酯乳液100份、水性丙烯酸乳液28-32份、水性聚苯胺乳液18-21份、多异氰酸酯19-25份、有机改性纳米二氧化硅7_11份、纳米磷酸锌8-12份、高岭土3.2-4份、滑石粉5.5-7份、云母粉6-8份、硫酸钡5.5_7份、三聚磷酸铝8-10份、成膜助剂7-10份、消泡剂0.32-0.4份、分散剂0.8-1.1份、润湿剂0.6-0.7份、流平剂0.32-0.4份、防冻剂3.2-4份、水26_31份。
[0007]优选地，其原料按重量份包括以下组分:改性聚氨酯乳液100份、水性丙烯酸乳液30份、水性聚苯胺乳液20份、多异氰酸酯21份、有机改性纳米二氧化硅10份、纳米磷酸锌9份、高岭土3.6份、滑石粉6.5份、云母粉7份、硫酸钡6.2份、三聚磷酸铝9份、成膜助剂8.5份、消泡剂0.35份、分散剂1.1份、润湿剂0.65份、流平剂0.35份、防冻剂3.7份、水30份。
[0008]优选地，所述改性聚氨酯乳液按照以下工艺进行制备:按重量份将15-25份甲基丙烯酸甲酯和5-12份丙烯酸丁酯混合均匀，然后加入10-20份4，4_二异氰酸酯二环己基甲烷、15-25份聚己内酯二元醇、2-12份聚碳酸亚丙酯二醇、0.5-1份三羟甲基丙烷、2-3份二羟基半酯和1-5份六氢-1，3，5-三(羟乙基)-均三嗪，在65-75°C下进行反应0.8-2.5h，然后加入1-1.5份甲基丙烯酸羟乙酯搅拌反应20-35min，调节体系为中性后加入80-100份质量分数为0.2-0.5 %的α-烯基磺酸钠水溶液，再加入0.2-0.5份引发剂后加入3_5份甲基丙烯酸、
0.2-1份丙烯酸丁酯、2-5份甲基丙烯酸三氟乙酯和2-3.5份硅烷偶联剂ΚΗ-570，搅拌反应2-3.5h，调节体系的pH为碱性后加入1-2.5份氮丙啶，搅拌反应50-80min得到所述改性聚氨酯乳液。
[0009]优选地，所述改性聚氨酯乳液按照以下工艺进行制备:按重量份将20份甲基丙烯酸甲酯和10份丙烯酸丁酯混合均匀，然后加入16份4,4_二异氰酸酯二环己基甲烷、20份聚己内酯二元醇、10份聚碳酸亚丙酯二醇、0.65份三羟甲基丙烷和、2.6份二羟基半酯和3.2份六氢-1，3，5-三(羟乙基)-均三嗪，在70°C下进行反应2h，然后加入1.2份甲基丙烯酸羟乙酯搅拌反应30min，调节体系为中性后加入95份质量分数为0.35 %的α-烯基磺酸钠水溶液，再加入0.35份引发剂后加入4份甲基丙烯酸、0.6份丙烯酸丁酯、3.2份甲基丙烯酸三氟乙酯和3份硅烷偶联剂ΚΗ-570，搅拌反应3.2h，调节体系的pH为碱性后加入2.2份氮丙啶，搅拌反应60min得到所述改性聚氨酯乳液。
[0010]优选地，所述引发剂偶氮二异丁腈、过硫酸铵、过硫酸钠、过氧化苯甲酰中的一种或者多种的混合物。
[0011]优选地，所述成膜助剂为醇酯十二、乙二醇单丁醚、乙二醇苯醚、二丙酮醇、N-甲基吡咯烷酮中的一种或者多种的混合物。
[0012]优选地，防冻剂为氯化钙、丙二醇、乙二醇、丙三醇中的一种或者多种的混合物。
[0013]本发明所述耐腐蚀耐水性聚氨酯涂料可以按照常规的聚氨酯水性涂料制备工艺制备而成。
[0014]本发明中，选择了水性丙烯酸乳液、水性聚苯胺乳液与改性聚氨酯乳液配合作为成膜物质，三者按照上述比例配合后，相容性好，性能协同，赋予涂料优异的耐腐蚀性的同时改善了涂料的耐候性和耐热性;优选方式中，在改性聚氨酯乳液的制备过程中，选择了4，4-二异氰酸酯二环己基甲烷、聚己内酯二元醇、聚碳酸亚丙酯二醇、三羟甲基丙烷、二羟基半酯和六氢-1，3,5-三(羟乙基)_均三嗪为原料，从而在聚氨酯乳液中引入了聚碳酸亚丙酯二醇，赋予涂料优异的耐磨性、耐候性和一定的阻燃性，引入了六氢-1，3,5-三(羟乙基)_均三嗪提高了体系的交联密度，同时赋予涂料一定的抗菌性，提高了涂料的耐腐蚀性，加入甲基丙烯酸羟乙酯后，其能起到交联的作用，一方面与体系中的异氰酸根反应，一方面与加入的甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸三氟乙酯和硅烷偶联剂KH-570中的双键产生了聚合，得到了丙烯酸酯改性的聚氨酯，与氮丙啶混合后，丙烯酸酯改性的聚氨酯中的羧基易于开环的氮丙啶发生了交联反应，得到了改性聚氨酯乳液，将其用作体系的成膜物质，一方面，由于体系中引入了氟原子和硅原子，改善了涂料的耐热性、耐腐蚀性和耐水性，另一方面，因氮丙啶与聚氨酯分子中的羧酸根发生了反应，消除了部分亲水基团，且分子链间产生了交联，形成了致密涂层，封闭了水分散体中的亲水基团，减少了水分子的渗入，增加了电解质的电离难度，同时阻碍了盐雾、氧气等腐蚀介质的侵入，减缓了腐蚀，改善了涂料的耐水性、耐溶剂性和耐腐蚀性，同时提高了涂料的拉伸强度、断裂伸长率和硬度;纳米磷酸锌、硫酸钡、三聚磷酸铝加入体系中，具有协同作用，显著提高了涂料的耐腐蚀性，与高岭土、滑石粉、云母粉配合后，进一步改善了涂料的耐腐蚀性，同时提高了涂料的耐热性和耐水性。
【具体实施方式】
[0015]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0016]实施例1
[0017]本发明提出的一种耐腐蚀耐水性聚氨酯涂料，其原料按重量份包括以下组分:改性聚氨酯乳液100份、水性丙烯酸乳液35份、水性聚苯胺乳液10份、多异氰酸酯35份、有机改性纳米二氧化硅3份、纳米磷酸锌15份、高岭土 2份、滑石粉10份、云母粉3份、硫酸钡10份、三聚磷酸铝5份、醇酯十二 15份、消泡剂0.2份、分散剂1.2份、润湿剂0.2份、流平剂0.5份、防冻剂2份、水35份。
[0018]实施例2
[0019]本发明提出的一种耐腐蚀耐水性聚氨酯涂料，其原料按重量份包括以下组分:改性聚氨酯乳液100份、水性丙烯酸乳液20份、水性聚苯胺乳液25份、多异氰酸酯10份、有机改性纳米二氧化硅15份、纳米磷酸锌5份、高岭土 5份、滑石粉2份、云母粉12份、硫酸钡2份、三聚磷酸铝12份、乙二醇单丁醚2份、乙二醇苯醚I份、二丙酮醇2份、消泡剂0.5份、分散剂0.5份、润湿剂0.8份、流平剂0.1份、丙三醇5份、水20份。
[0020]实施例3
[0021]本发明提出的一种耐腐蚀耐水性聚氨酯涂料，其原料按重量份包括以下组分:改性聚氨酯乳液100份、水性丙烯酸乳液28份、水性聚苯胺乳液21份、多异氰酸酯19份、有机改性纳米二氧化硅11份、纳米磷酸锌8份、高岭土 4份、滑石粉5.5份、云母粉8份、硫酸钡5.5份、三聚磷酸铝10份、醇酯十二 I份、乙二醇单丁醚2份、乙二醇苯醚0.8份、二丙酮醇1.2份、N-甲基吡咯烷酮2份、消泡剂0.4份、分散剂0.8份、润湿剂0.7份、流平剂0.32份、氯化钙I份、丙二醇0.5份、乙二醇0.3份、丙三醇2.2份、水26份；
[0022]其中，所述改性聚氨酯乳液按照以下工艺进行制备:按重量份将15份甲基丙烯酸甲酯和12份丙烯酸丁酯混合均匀，然后加入10份4，4_二异氰酸酯二环己基甲烷、25份聚己内酯二元醇、2份聚碳酸亚丙酯二醇、I份三羟甲基丙烷、2份二羟基半酯和5份六氢-1，3，5_三(羟乙基)-均三嗪，在65°C下进行反应2.5h，然后加入I份甲基丙烯酸羟乙酯搅拌反应35min，调节体系为中性后加入