本发明属于聚氨酯面漆的技术领域,具体涉及一种透水地坪聚氨酯面漆及其制备方法。
背景技术:
聚氨酯面漆是以合成树脂为基料,着色颜料,固化剂组成的双组分聚氨酯防腐面漆。聚氨酯面漆具有良好的耐化学品性和耐水性,形成的漆膜坚韧,光泽好,广泛应用于地坪和汽车表面等。当聚氨酯面漆应用于交通繁忙的地坪区域时,需要有良好的耐磨性,否则极易被轮胎和鞋跟等划伤。
中国专利文献“一种改性聚氨酯面漆(申请公布号:CN107573829A)”公开了一种改性聚氨酯面漆,包括按质量分数计的以下组分:羟基丙烯酸树脂20-40%、氯化橡胶7-15%、E-20环氧树脂1-5%、二甲苯5-15%、醋酸丁酯3-15%、乙酸乙酯4-10%、环己酮1-5%、乙二醇单丁醚1-5%、分散剂0.1-1%、流平剂0.1-1%、消泡剂0.1-1%、气相二氧化硅0.3-2%、钛白粉7-20%、刚玉粉2-10%、N-75固化剂15-40%、二甲苯1-3%、乙酸乙酯1-5%、醋酸丁酯1-4%。本发明利用适当配比的E-20环氧树脂进行环氧树脂改性,可以增加面漆的力学性能、粘结强度、耐水、耐溶剂等特性,并利用适当配比的气相二氧化硅改善面漆的抗拉强度,抗撕裂性和耐磨性,具有经久耐用的优点。该面漆的耐热和耐油性能无法满足实际使用时的需求。
技术实现要素:
本发明提供一种透水地坪聚氨酯面漆及其制备方法,以解决在中国专利文献“一种改性聚氨酯面漆(申请公布号:CN107573829A)”公开的透水地坪聚氨酯面漆耐热和耐油性能不足的问题。
为解决以上技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种透水地坪聚氨酯面漆,包括以下原料:羟基丙烯酸树脂、氯化橡胶、E-20环氧树脂、二甲苯、醋酸丁酯、乙酸乙酯、环己酮、乙二醇单丁醚、乙烯基双硬脂酰胺、硅油、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、气相二氧化硅、钛白粉、刚玉粉、二乙烯三胺、二甲苯、乙酸乙酯、醋酸丁酯、耐热改性助剂、可膨胀石墨、氢氧化镁、硅烷偶联剂KH-570、耐油改性助剂;
所述耐热改性助剂,以重量份为单位,包括以下原料:聚甲基丙烯酸甲酯15-25份、聚偏氟乙烯8-16份、过氧化苯甲酰4-8份、聚丙烯3-6份、硅烷偶联剂KH-5502-6份、过硫酸钾1-5份、多聚磷酸铝4-8份、纳米氮化铝3-6份、云母粉2-5份、纳米氢氧化铝4-8份、三氧化锑3-9份、锌苯磷酸2-6份;
所述耐热改性助剂、可膨胀石墨、氢氧化镁、硅烷偶联剂KH-570的重量比为(15-25):(1-4):(6-9):(1-3)。
进一步的,所述耐热改性助剂、可膨胀石墨、氢氧化镁、硅烷偶联剂KH-570的重量比为18.6:1.9:7.4:2.3。
进一步的,以重量份为单位,包括以下原料:羟基丙烯酸树脂80-120份、氯化橡胶15-25份、E-20环氧树脂4-8份、二甲苯3-6份、醋酸丁酯2-8份、乙酸乙酯1-5份、环己酮4-8份、乙二醇单丁醚3-9份、乙烯基双硬脂酰胺2-6份、硅油1-5份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚3-6份、气相二氧化硅2-7份、钛白粉1-5份、刚玉粉4-8份、二乙烯三胺3-6份、二甲苯2-8份、乙酸乙酯1-6份、醋酸丁酯4-8份、耐热改性助剂15-25份、可膨胀石墨1-4份、氢氧化镁6-9份、硅烷偶联剂KH-5701-3份、耐油改性助剂10-20份。
进一步的,所述耐热改性助剂按如下工艺进行制备:将聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯和过氧化苯甲酰混合均匀,然后升温至60-80℃,保温20-40min,接着加入聚丙烯、硅烷偶联剂KH-550、过硫酸钾和多聚磷酸铝混合均匀,于650-850r/min转速搅拌10-30min,调节pH至3.5-5.0,然后升温至65-75℃,保温0.5-1.5h,洗涤后真空中于65-75℃干燥至恒重,冷却至室温,然后加入纳米氮化铝、云母粉、纳米氢氧化铝、三氧化锑和锌苯磷酸混合均匀,于80-120r/min转速搅拌10-20min,升温至150-160℃,保温10-20min,冷却至室温得到耐热改性助剂。
进一步的,所述耐油改性助剂,以重量份为单位,包括以下原料:纳米碳管8-14份、纳米二氧化钛4-8份、质量分数为88-92%的浓硫酸3-9份、高氯化聚乙烯2-6份、辛基异噻唑啉酮1-5份、4-二甲氨基吡啶1-5份、三乙二醇2-6份、纳米二氧化锌4-8份、水5-15份、硅烷偶联剂KH-5701-4份。
进一步的,所述耐油改性助剂按如下工艺进行制备:将纳米碳管、纳米二氧化钛和质量分数为88-92%的浓硫酸混合均匀,于80-90℃、350-550℃搅拌2-4h,过滤,洗涤至中性,抽滤,烘干,研磨,过150-250目筛得到物料a;将高氯化聚乙烯、辛基异噻唑啉酮、4-二甲氨基吡啶、三乙二醇、纳米二氧化锌与水混合均匀,升温至60-80℃,保温10-20min,然后加入物料a和硅烷偶联剂KH-570混合均匀,于80-100℃搅拌1.5-3.5h,烘干,研磨,过60-80目筛,冷却至室温得到耐油改性助剂。
本发明还提出一种透水地坪聚氨酯面漆的制备方法,包括以下步骤:
S1、将羟基丙烯酸树脂、氯化橡胶、二甲苯、乙酸乙酯、环己酮、乙二醇单丁醚、二甲苯、乙酸乙酯、醋酸丁酯混合均匀,升温至110-120℃,保温10-20min,接着于1500-2500r/min转速分散25-45min,然后加入气相二氧化硅、钛白粉和刚玉粉混合均匀,于300-1000r/min转速分散15-25min,降温至80-90℃,保温5-15min,接着添加E-20环氧树脂、乙烯基双硬脂酰胺、硅油、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚和二乙烯三胺混合均匀,搅拌均匀后静置1-3h,得到基料;
S2、将耐热改性助剂、硅烷偶联剂KH-570和耐油改性助剂混合均匀,于600-800r/min转速搅拌1-3h,然后加入可膨胀石墨和氢氧化镁研磨,于650-850r/min转速搅拌1-2h,然后升温至80-90℃,保温1-3h,于1500-2500r/min搅拌45-55min,冷却至室温得到改性料;
S3、将基料、改性料和醋酸丁酯混合均匀,升温至80-90℃,保温2-5h,于1500-1800r/min转速搅拌1-2h得到透水地坪聚氨酯面漆。
本发明具有以下有益效果:
(1)由实施例1-3和对比例6的数据可见,实施例1-3制得的透水地坪聚氨酯面漆的耐热和耐油性能显著高于对比例6制得的透水地坪聚氨酯面漆的耐热和耐油性能;同时由实施例1-3的数据可见,实施例1为最优实施例。
(2)由实施例1和对比例1-5的数据可见,耐热改性助剂、可膨胀石墨、氢氧化镁、硅烷偶联剂KH-570在制备透水地坪聚氨酯面漆中起到了协同作用,协同提高了透水地坪聚氨酯面漆的耐热和耐油性能;这是:
以耐热改性助剂、可膨胀石墨、氢氧化镁、硅烷偶联剂KH-570作为补强体系,利用可膨胀石墨、氢氧化镁作为耐热补强填料,在硅烷偶联剂KH-570连接作用下包裹到基料树脂外周,一方面提高了基础树脂的表面积,可以使包裹在基础树脂表面的耐热改性助剂、可膨胀石墨和氢氧化镁接触面积更大,可膨胀石墨和氢氧化镁在受热后一方面会膨胀实现隔绝空气的作用,另一方面受热消耗基础树脂周围的氧气,从而实现阻燃的作用,进而能够有效提高聚氨酯面漆的耐热性能,其中耐热改性助剂通过以聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯和聚丙烯作为耐热基础树脂,以多聚磷酸铝、纳米氮化铝、云母粉、纳米氢氧化铝、三氧化锑和锌苯磷酸作为耐热补强填料,以过硫酸钾和过氧化苯甲酰为引发剂,硅烷偶联剂KH-550作为连接基础耐热基础树脂与耐热补强填料的作用,通过对耐热补强填料在引发剂的作用下连接到基础树脂上,利用耐热补强填料的高耐热性实现了对基础树脂的耐热补强,运用到补强体系中有效提高了聚氨酯面漆的耐热性能。
耐油改性助剂以纳米碳管、纳米二氧化钛和纳米二氧化锌为基础填料,利用纳米碳管的多孔性使得油污在乳胶表面无法凝聚,油污无法凝聚后以小液滴分散开,有效实现了耐污性,纳米二氧化钛和纳米二氧化锌在光催化作用下,当电子能量达到其带隙能时,电子就可以从价带激发到导带,同时在介带产生相应的空穴,即生成电子和空穴对,在电场作用下,电子迁移到粒子表面的不同位置,吸附在纳米二氧化钛的氧俘获电子形成氧气,生成的超氧化物阴离子自由基能与大多数有机物反应,同时能与细菌内的有机物反应,生成二氧化碳和水,而空穴则将吸附在二氧化钛表面的氢氧根离子和水氧化成超氧离子,由于朝阳离子具有很强的氧化能力,攻击有机物的不饱和键或抽取氢原子产生新的自由基,激发链式反应,最终分解细菌,并且在浓硫酸的酸化作用下,通过引入高氯化聚乙烯作为不饱和树脂基料,以硅烷偶联剂KH-570进行基础填料表面羟基的连接材料,将纳米碳管、纳米二氧化钛和纳米二氧化锌连接在高氯聚乙烯的表面,由于高氯聚乙烯在浓硫酸的酸化作用下,其表面的自由基被氧化,提高了纳米碳管、纳米二氧化钛和纳米二氧化锌在高氯聚乙烯表面包裹的稳定性,赋予高氯聚乙烯更加稳定的耐污和抗菌性能,由于添加了杀菌助剂辛基异噻唑啉酮,乳化剂4-二甲氨基吡啶以及增塑剂三乙二醇,进一步提高高氯化聚乙烯的抗菌性以及与纳米碳管、纳米二氧化钛和纳米二氧化锌的融合的稳定性将该耐油改性助剂运用到透水地坪聚氨酯面漆的制备中,可以获得耐油和抗菌性能更加稳定的聚氨酯面漆。
(3)由对比例7-9的数据可见,耐热改性助剂、可膨胀石墨、氢氧化镁、硅烷偶联剂KH-570的重量比不在(15-25):(1-4):(6-9):(1-3)范围内时,制得的透水地坪聚氨酯面漆的耐热和耐油性数值与实施例1-3的数值相差甚大,远小于实施例1-3的数值,与现有技术(对比例6)的数值相差不大。本发明的实施例1-3控制制备透水地坪聚氨酯面漆时通过添加耐热改性助剂、可膨胀石墨、氢氧化镁、硅烷偶联剂KH-570的重量比为(15-25):(1-4):(6-9):(1-3),实现以耐热改性助剂作为补强体系主要原料,以可膨胀石墨、氢氧化镁作为耐热补强填料,在硅烷偶联剂KH-570连接作用下包裹到基料树脂中,能够有效提高聚氨酯面漆的耐热性能,充分利用了耐热改性助剂、可膨胀石墨、氢氧化镁的耐热性能,利用了少量的硅烷偶联剂KH-570实现对耐热改性助剂、可膨胀石墨、氢氧化镁表面羟基的改性,实现改性后的羟基与制备本发明聚氨酯面漆的基料进行结合,充分利用了耐热改性助剂、可膨胀石墨、氢氧化镁的耐热性能实现对聚氨酯面漆耐热性能的补强。并在原料中补充了耐油改性助剂,并在硅烷偶联剂KH570连接作用下,实现了耐油改性助剂表面的羟基与橡胶以及树脂表面的不饱和键结合,得到了具有优异耐油性的面漆。
【具体实施方式】
为便于更好地理解本发明,通过以下实例加以说明,这些实例属于本发明的保护范围,但不限制本发明的保护范围。
在实施例中,透水地坪聚氨酯面漆,以重量份为单位,包括以下原料:羟基丙烯酸树脂80-120份、氯化橡胶15-25份、E-20环氧树脂4-8份、二甲苯3-6份、醋酸丁酯2-8份、乙酸乙酯1-5份、环己酮4-8份、乙二醇单丁醚3-9份、乙烯基双硬脂酰胺2-6份、硅油1-5份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚3-6份、气相二氧化硅2-7份、钛白粉1-5份、刚玉粉4-8份、二乙烯三胺3-6份、二甲苯2-8份、乙酸乙酯1-6份、醋酸丁酯4-8份、耐热改性助剂15-25份、可膨胀石墨1-4份、氢氧化镁6-9份、硅烷偶联剂KH-5701-3份、耐油改性助剂10-20份。
所述耐热改性助剂按如下工艺进行制备:按重量份将15-25份聚甲基丙烯酸甲酯、8-16份聚偏氟乙烯和4-8份过氧化苯甲酰混合均匀,然后升温至60-80℃,保温20-40min,接着加入3-6份聚丙烯、2-6份硅烷偶联剂KH-550、1-5份过硫酸钾和4-8份多聚磷酸铝混合均匀,于650-850r/min转速搅拌10-30min,调节pH至3.5-5.0,然后升温至65-75℃,保温0.5-1.5h,洗涤后真空中于65-75℃干燥至恒重,冷却至室温,然后加入3-6份纳米氮化铝、2-5份云母粉、4-8份纳米氢氧化铝、3-9份三氧化锑和2-6份锌苯磷酸混合均匀,于80-120r/min转速搅拌10-20min,升温至150-160℃,保温10-20min,冷却至室温得到耐热改性助剂。
所述耐油改性助剂按如下工艺进行制备:按重量份将8-14份纳米碳管、4-8份纳米二氧化钛和3-9份质量分数为88-92%的浓硫酸混合均匀,于80-90℃、350-550℃搅拌2-4h,过滤,洗涤至中性,抽滤,烘干,研磨,过150-250目筛得到物料a;将2-6份高氯化聚乙烯、1-5份辛基异噻唑啉酮、1-5份4-二甲氨基吡啶、2-6份三乙二醇、4-8份纳米二氧化锌与5-15份水混合均匀,升温至60-80℃,保温10-20min,然后加入物料a和1-4份硅烷偶联剂KH-570混合均匀,于80-100℃搅拌1.5-3.5h,烘干,研磨,过60-80目筛,冷却至室温得到耐油改性助剂。
本发明还提出一种透水地坪聚氨酯面漆的制备方法,包括以下步骤:
S1、将羟基丙烯酸树脂、氯化橡胶、二甲苯、乙酸乙酯、环己酮、乙二醇单丁醚、二甲苯、乙酸乙酯、醋酸丁酯混合均匀,升温至110-120℃,保温10-20min,接着于1500-2500r/min转速分散25-45min,然后加入气相二氧化硅、钛白粉和刚玉粉混合均匀,于300-1000r/min转速分散15-25min,降温至80-90℃,保温5-15min,接着添加E-20环氧树脂、乙烯基双硬脂酰胺、硅油、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚和二乙烯三胺混合均匀,搅拌均匀后静置1-3h,得到基料;
S2、将耐热改性助剂、硅烷偶联剂KH-570和耐油改性助剂10-20份混合均匀,于600-800r/min转速搅拌1-3h,然后加入可膨胀石墨和氢氧化镁研磨,于650-850r/min转速搅拌1-2h,然后升温至80-90℃,保温1-3h,于1500-2500r/min搅拌45-55min,冷却至室温得到改性料;
S3、将基料、改性料和醋酸丁酯混合均匀,升温至80-90℃,保温2-5h,于1500-1800r/min转速搅拌1-2h得到透水地坪聚氨酯面漆。
下面通过更具体实施例对本发明进行说明。
实施例1
一种透水地坪聚氨酯面漆,以重量份为单位,包括以下原料:羟基丙烯酸树脂100份、氯化橡胶20份、E-20环氧树脂6份、二甲苯4.5份、醋酸丁酯5份、乙酸乙酯3份、环己酮6份、乙二醇单丁醚6份、乙烯基双硬脂酰胺4份、硅油3份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚4.5份、气相二氧化硅4.5份、钛白粉3份、刚玉粉6份、二乙烯三胺4.5份、二甲苯5份、乙酸乙酯3份、醋酸丁酯6份、耐热改性助剂20份、可膨胀石墨2.5份、氢氧化镁7.5份、硅烷偶联剂KH-5702份、耐油改性助剂15份。
所述耐热改性助剂按如下工艺进行制备:按重量份将20份聚甲基丙烯酸甲酯、12份聚偏氟乙烯和6份过氧化苯甲酰混合均匀,然后升温至70℃,保温30min,接着加入4.5份聚丙烯、4份硅烷偶联剂KH-550、3份过硫酸钾和6份多聚磷酸铝混合均匀,于750r/min转速搅拌20min,调节pH至4,然后升温至70℃,保温1h,洗涤后真空中于70℃干燥至恒重,冷却至室温,然后加入4.5份纳米氮化铝、3.5份云母粉、6份纳米氢氧化铝、6份三氧化锑和4份锌苯磷酸混合均匀,于100r/min转速搅拌15min,升温至155℃,保温15min,冷却至室温得到耐热改性助剂。
所述耐油改性助剂按如下工艺进行制备:按重量份将11份纳米碳管、6份纳米二氧化钛和6份质量分数为90%的浓硫酸混合均匀,于85℃、450℃搅拌3h,过滤,洗涤至中性,抽滤,烘干,研磨,过200目筛得到物料a;将4份高氯化聚乙烯、3份辛基异噻唑啉酮、3份4-二甲氨基吡啶、4份三乙二醇、6份纳米二氧化锌与10份水混合均匀,升温至70℃,保温15min,然后加入物料a和2.5份硅烷偶联剂KH-570混合均匀,于90℃搅拌2.5h,烘干,研磨,过70目筛,冷却至室温得到耐油改性助剂。
本发明还提出一种透水地坪聚氨酯面漆的制备方法,包括以下步骤:
S1、将羟基丙烯酸树脂、氯化橡胶、二甲苯、乙酸乙酯、环己酮、乙二醇单丁醚、二甲苯、乙酸乙酯、醋酸丁酯混合均匀,升温至115℃,保温15min,接着于2000r/min转速分散35min,然后加入气相二氧化硅、钛白粉和刚玉粉混合均匀,于650r/min转速分散20min,降温至85℃,保温10min,接着添加E-20环氧树脂、乙烯基双硬脂酰胺、硅油、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚和二乙烯三胺混合均匀,搅拌均匀后静置2h,得到基料;
S2、将耐热改性助剂、硅烷偶联剂KH-570和耐油改性助剂混合均匀,于700r/min转速搅拌2h,然后加入可膨胀石墨和氢氧化镁研磨,于750r/min转速搅拌1.5h,然后升温至85℃,保温2h,于2000r/min搅拌50min,冷却至室温得到改性料;
S3、将基料、改性料和醋酸丁酯混合均匀,升温至85℃,保温3.5h,于1650r/min转速搅拌1.5h得到透水地坪聚氨酯面漆。
实施例2
一种透水地坪聚氨酯面漆,以重量份为单位,包括以下原料:羟基丙烯酸树脂80份、氯化橡胶25份、E-20环氧树脂4份、二甲苯6份、醋酸丁酯2份、乙酸乙酯5份、环己酮4份、乙二醇单丁醚9份、乙烯基双硬脂酰胺2份、硅油5份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚3份、气相二氧化硅7份、钛白粉1份、刚玉粉8份、二乙烯三胺3份、二甲苯8份、乙酸乙酯1份、醋酸丁酯8份、耐热改性助剂15份、可膨胀石墨4份、氢氧化镁6份、硅烷偶联剂KH-5703份、耐油改性助剂10份。
所述耐热改性助剂按如下工艺进行制备:按重量份将15份聚甲基丙烯酸甲酯、16份聚偏氟乙烯和4份过氧化苯甲酰混合均匀,然后升温至80℃,保温20min,接着加入6份聚丙烯、2份硅烷偶联剂KH-550、5份过硫酸钾和4份多聚磷酸铝混合均匀,于850r/min转速搅拌10min,调节pH至5.0,然后升温至65℃,保温1.5h,洗涤后真空中于65℃干燥至恒重,冷却至室温,然后加入6份纳米氮化铝、2份云母粉、8份纳米氢氧化铝、3份三氧化锑和6份锌苯磷酸混合均匀,于80r/min转速搅拌20min,升温至150℃,保温20min,冷却至室温得到耐热改性助剂。
所述耐油改性助剂按如下工艺进行制备:按重量份将8份纳米碳管、8份纳米二氧化钛和3份质量分数为92%的浓硫酸混合均匀,于80℃、550℃搅拌2h,过滤,洗涤至中性,抽滤,烘干,研磨,过250目筛得到物料a;将2份高氯化聚乙烯、5份辛基异噻唑啉酮、1份4-二甲氨基吡啶、6份三乙二醇、4份纳米二氧化锌与15份水混合均匀,升温至60℃,保温20min,然后加入物料a和1份硅烷偶联剂KH-570混合均匀,于100℃搅拌1.5h,烘干,研磨,过80目筛,冷却至室温得到耐油改性助剂。
本发明还提出一种透水地坪聚氨酯面漆的制备方法,包括以下步骤:
S1、将羟基丙烯酸树脂、氯化橡胶、二甲苯、乙酸乙酯、环己酮、乙二醇单丁醚、二甲苯、乙酸乙酯、醋酸丁酯混合均匀,升温至110℃,保温20min,接着于1500r/min转速分散45min,然后加入气相二氧化硅、钛白粉和刚玉粉混合均匀,于300r/min转速分散25min,降温至80℃,保温15min,接着添加E-20环氧树脂、乙烯基双硬脂酰胺、硅油、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚和二乙烯三胺混合均匀,搅拌均匀后静置1h,得到基料;
S2、将耐热改性助剂、硅烷偶联剂KH-570和耐油改性助剂混合均匀,于800r/min转速搅拌1h,然后加入可膨胀石墨和氢氧化镁研磨,于850r/min转速搅拌1h,然后升温至90℃,保温1h,于2500r/min搅拌45min,冷却至室温得到改性料;
S3、将基料、改性料和醋酸丁酯混合均匀,升温至90℃,保温2h,于1800r/min转速搅拌1h得到透水地坪聚氨酯面漆。
实施例3
一种透水地坪聚氨酯面漆,以重量份为单位,包括以下原料:羟基丙烯酸树脂120份、氯化橡胶15份、E-20环氧树脂8份、二甲苯3份、醋酸丁酯8份、乙酸乙酯1份、环己酮8份、乙二醇单丁醚3份、乙烯基双硬脂酰胺6份、硅油1份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚6份、气相二氧化硅2份、钛白粉5份、刚玉粉4份、二乙烯三胺6份、二甲苯2份、乙酸乙酯6份、醋酸丁酯4份、耐热改性助剂25份、可膨胀石墨1份、氢氧化镁9份、硅烷偶联剂KH-5701份、耐油改性助剂20份。
所述耐热改性助剂按如下工艺进行制备:按重量份将25份聚甲基丙烯酸甲酯、8份聚偏氟乙烯和8份过氧化苯甲酰混合均匀,然后升温至60℃,保温40min,接着加入3份聚丙烯、6份硅烷偶联剂KH-550、1份过硫酸钾和8份多聚磷酸铝混合均匀,于650r/min转速搅拌30min,调节pH至3.5,然后升温至75℃,保温0.5h,洗涤后真空中于75℃干燥至恒重,冷却至室温,然后加入3份纳米氮化铝、5份云母粉、4份纳米氢氧化铝、9份三氧化锑和2份锌苯磷酸混合均匀,于120r/min转速搅拌10min,升温至160℃,保温10min,冷却至室温得到耐热改性助剂。
所述耐油改性助剂按如下工艺进行制备:按重量份将14份纳米碳管、4份纳米二氧化钛和9份质量分数为88%的浓硫酸混合均匀,于90℃、350℃搅拌4h,过滤,洗涤至中性,抽滤,烘干,研磨,过150目筛得到物料a;将6份高氯化聚乙烯、1份辛基异噻唑啉酮、5份4-二甲氨基吡啶、2份三乙二醇、8份纳米二氧化锌与5份水混合均匀,升温至80℃,保温10min,然后加入物料a和4份硅烷偶联剂KH-570混合均匀,于80℃搅拌3.5h,烘干,研磨,过60目筛,冷却至室温得到耐油改性助剂。
本发明还提出一种透水地坪聚氨酯面漆的制备方法,包括以下步骤:
S1、将羟基丙烯酸树脂、氯化橡胶、二甲苯、乙酸乙酯、环己酮、乙二醇单丁醚、二甲苯、乙酸乙酯、醋酸丁酯混合均匀,升温至120℃,保温10min,接着于2500r/min转速分散25min,然后加入气相二氧化硅、钛白粉和刚玉粉混合均匀,于1000r/min转速分散15min,降温至90℃,保温5min,接着添加E-20环氧树脂、乙烯基双硬脂酰胺、硅油、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚和二乙烯三胺混合均匀,搅拌均匀后静置1h,得到基料;
S2、将耐热改性助剂、硅烷偶联剂KH-570和耐油改性助剂混合均匀,于800r/min转速搅拌1h,然后加入可膨胀石墨和氢氧化镁研磨,于850r/min转速搅拌1h,然后升温至90℃,保温1h,于2500r/min搅拌45min,冷却至室温得到改性料;
S3、将基料、改性料和醋酸丁酯混合均匀,升温至90℃,保温2h,于1800r/min转速搅拌1h得到透水地坪聚氨酯面漆。
对比例1
与实施例1的制备工艺基本相同,唯有不同的是制备透水地坪聚氨酯面漆的原料中缺少耐热改性助剂、可膨胀石墨、氢氧化镁、硅烷偶联剂KH-570。
对比例2
与实施例1的制备工艺基本相同,唯有不同的是制备透水地坪聚氨酯面漆的原料中缺少耐热改性助剂。
对比例3
与实施例1的制备工艺基本相同,唯有不同的是制备透水地坪聚氨酯面漆的原料中缺少可膨胀石墨。
对比例4
与实施例1的制备工艺基本相同,唯有不同的是制备透水地坪聚氨酯面漆的原料中缺少氢氧化镁。
对比例5
与实施例1的制备工艺基本相同,唯有不同的是制备透水地坪聚氨酯面漆的原料中缺少硅烷偶联剂KH-570。
对比例6
采用中国专利申请文献“一种改性聚氨酯面漆(申请公布号:CN107573829A)”中具体实施例1-4所述的方法制备透水地坪聚氨酯面漆。
对比例7
与实施例1的制备工艺基本相同,唯有不同的是制备透水地坪聚氨酯面漆的原料中耐热改性助剂为14份、可膨胀石墨为5份、氢氧化镁为5份、硅烷偶联剂KH-570为4份。
对比例8
与实施例1的制备工艺基本相同,唯有不同的是制备透水地坪聚氨酯面漆的原料中耐热改性助剂为26份、可膨胀石墨为0.8份、氢氧化镁为4份、硅烷偶联剂KH-570为4份。
对比例9
与实施例1的制备工艺基本相同,唯有不同的是制备透水地坪聚氨酯面漆的原料中耐热改性助剂为28份、可膨胀石墨为0.9份、氢氧化镁为11份、硅烷偶联剂KH-570为4份。
对实施例1-3和对比例1-9制得的产品进行耐热和耐油性能测试,按照国家标准《GB/T 1768-2006》进行耐磨性能测试,按GB11178-89对耐油性能进行检测,
结果如下表所示:
由上表可知:
(1)由实施例1-3和对比例6的数据可见,实施例1-3制得的透水地坪聚氨酯面漆的耐热和耐油性能显著高于对比例6制得的透水地坪聚氨酯面漆的耐热和耐油性能;同时由实施例1-3的数据可见,实施例1为最优实施例。
(2)由实施例1和对比例1-5的数据可见,耐热改性助剂、可膨胀石墨、氢氧化镁、硅烷偶联剂KH-570在制备透水地坪聚氨酯面漆中起到了协同作用,协同提高了透水地坪聚氨酯面漆的耐热和耐油性能;这是:
以耐热改性助剂、可膨胀石墨、氢氧化镁、硅烷偶联剂KH-570作为补强体系,利用可膨胀石墨、氢氧化镁作为耐热补强填料,在硅烷偶联剂KH-570连接作用下包裹到基料树脂外周,一方面提高了基础树脂的表面积,可以使包裹在基础树脂表面的耐热改性助剂、可膨胀石墨和氢氧化镁接触面积更大,可膨胀石墨和氢氧化镁在受热后一方面会膨胀实现隔绝空气的作用,另一方面受热消耗基础树脂周围的氧气,从而实现阻燃的作用,进而能够有效提高聚氨酯面漆的耐热性能,其中耐热改性助剂通过以聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯和聚丙烯作为耐热基础树脂,以多聚磷酸铝、纳米氮化铝、云母粉、纳米氢氧化铝、三氧化锑和锌苯磷酸作为耐热补强填料,以过硫酸钾和过氧化苯甲酰为引发剂,硅烷偶联剂KH-550作为连接基础耐热基础树脂与耐热补强填料的作用,通过对耐热补强填料在引发剂的作用下连接到基础树脂上,利用耐热补强填料的高耐热性实现了对基础树脂的耐热补强,运用到补强体系中有效提高了聚氨酯面漆的耐热性能。
耐油改性助剂以纳米碳管、纳米二氧化钛和纳米二氧化锌为基础填料,利用纳米碳管的多孔性使得油污在乳胶表面无法凝聚,油污无法凝聚后以小液滴分散开,有效实现了耐污性,纳米二氧化钛和纳米二氧化锌在光催化作用下,当电子能量达到其带隙能时,电子就可以从价带激发到导带,同时在介带产生相应的空穴,即生成电子和空穴对,在电场作用下,电子迁移到粒子表面的不同位置,吸附在纳米二氧化钛的氧俘获电子形成氧气,生成的超氧化物阴离子自由基能与大多数有机物反应,同时能与细菌内的有机物反应,生成二氧化碳和水,而空穴则将吸附在二氧化钛表面的氢氧根离子和水氧化成超氧离子,由于朝阳离子具有很强的氧化能力,攻击有机物的不饱和键或抽取氢原子产生新的自由基,激发链式反应,最终分解细菌,并且在浓硫酸的酸化作用下,通过引入高氯化聚乙烯作为不饱和树脂基料,以硅烷偶联剂KH-570进行基础填料表面羟基的连接材料,将纳米碳管、纳米二氧化钛和纳米二氧化锌连接在高氯聚乙烯的表面,由于高氯聚乙烯在浓硫酸的酸化作用下,其表面的自由基被氧化,提高了纳米碳管、纳米二氧化钛和纳米二氧化锌在高氯聚乙烯表面包裹的稳定性,赋予高氯聚乙烯更加稳定的耐污和抗菌性能,由于添加了杀菌助剂辛基异噻唑啉酮,乳化剂4-二甲氨基吡啶以及增塑剂三乙二醇,进一步提高高氯化聚乙烯的抗菌性以及与纳米碳管、纳米二氧化钛和纳米二氧化锌的融合的稳定性将该耐油改性助剂运用到透水地坪聚氨酯面漆的制备中,可以获得耐油和抗菌性能更加稳定的聚氨酯面漆。
(3)由对比例7-9的数据可见,耐热改性助剂、可膨胀石墨、氢氧化镁、硅烷偶联剂KH-570的重量比不在(15-25):(1-4):(6-9):(1-3)范围内时,制得的透水地坪聚氨酯面漆的耐热和耐油性数值与实施例1-3的数值相差甚大,远小于实施例1-3的数值,与现有技术(对比例6)的数值相差不大。本发明的实施例1-3控制制备透水地坪聚氨酯面漆时通过添加耐热改性助剂、可膨胀石墨、氢氧化镁、硅烷偶联剂KH-570的重量比为(15-25):(1-4):(6-9):(1-3),实现以耐热改性助剂作为补强体系主要原料,以可膨胀石墨、氢氧化镁作为耐热补强填料,在硅烷偶联剂KH-570连接作用下包裹到基料树脂中,能够有效提高聚氨酯面漆的耐热性能,充分利用了耐热改性助剂、可膨胀石墨、氢氧化镁的耐热性能,利用了少量的硅烷偶联剂KH-570实现对耐热改性助剂、可膨胀石墨、氢氧化镁表面羟基的改性,实现改性后的羟基与制备本发明聚氨酯面漆的基料进行结合,充分利用了耐热改性助剂、可膨胀石墨、氢氧化镁的耐热性能实现对聚氨酯面漆耐热性能的补强。并在原料中补充了耐油改性助剂,并在硅烷偶联剂KH570连接作用下,实现了耐油改性助剂表面的羟基与橡胶以及树脂表面的不饱和键结合,得到了具有优异耐油性的面漆。
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明,对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。