本发明涉及涂料加工
技术领域：
，具体说是一种高保温防水聚氨酯涂料及其制备方法。
背景技术：
：保温涂料可以分为以下三种：阻隔型隔热涂料、辐射型隔热涂料、反射型隔热涂料。（1）阻隔型隔热涂料。阻隔性隔热涂料是通过对热传递的显著阻抗性来实现隔热的涂料。热传递通过对流、辐射及分子振动热传导3种途径来实现的。广泛应用的是硅酸盐类复合涂料。（2）辐射型隔热材料。辐射型隔热材料采用辐射的形式把吸收的日照光线和热量以一定的波长发射到空气中，达到良好隔热降温效果。此隔热材料关键技术为制备高热发射率的涂料，加入多种金属氧化物，如fe2o3，mno2，tio等可以有效地起到保温效果。（3）反射型隔热涂料。反射型隔热涂料是太阳热反射涂料，是效果比较显著的涂料。主要是根据太阳光谱能量分布，将太阳光中产生热量的部分能量反射掉。选择合适的树脂、金属、或金属氧化物等材料制备高反射涂层，从而达到隔热保温效果。由于热反射涂料效果好，具有广阔的发展前景，成为应用最广泛的涂料。聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称，英文名为polyurethane，英文简称pu，是主链含—nhcoo—重复结构单元的一类高分子化合物，由异氰酸酯（单体）与羟基化合物聚合而成。泡沫塑料是聚氨酯类聚合物的主要产品之一，根据原料与配方的不同可以制备出软质、半硬质、硬质聚氨酯泡沫，硬质聚氨酯塑料泡沫多为闭孔型，导热系数低，保温性能好、防水性能好、耐老化、强度高等优点，广泛应用于保温冷藏系统中。聚氨酯涂料具有低温下快速固化，以及施工方便的特点，广泛应用于多种涂料体系。由于聚氨酯作为一种高分子化合物，在空气中极易燃烧，且不易熄灭，在制备聚氨酯涂料时需要加入各种助剂来提高其保温防水阻燃效果。目前大部分设备及建筑物保温涂料主要是珍珠岩、云母粉、碳酸钙、玻璃纤维、空心微球等成分。中国专利（2015101434801），公开了一种水溶性聚氨酯外墙隔热保温防水涂料及其制备方法，各原料组分按重量份比为：聚氨酯预聚体40~50份；n-羟甲基丙烯酰胺1~2份；邻苯二甲酸二丁酯2~5份；乙烯基三氯硅烷0.5~1份；钛白粉10~20份；消泡剂0.1~0.3份；超细碳酸钙3~10份；混合溶剂10~15份；制备方法:按重量每公斤n-羟甲基丙烯酰胺加入2公斤的体积浓度50-70%的乙醇溶解，然后在反应釜中与聚氨酯预聚体混合，反应温度80~150℃，反应时间1小时后加入乙烯基三氯硅烷；继续反应2~5小时；然后加入邻苯二甲酸二丁酯；金红石型钛白；甲基硅油；超细碳酸钙；混合溶剂，混合均匀即可得到水溶性聚氨酯外墙隔热保温防水涂料产品。该方法制得的涂料具有耐化学性、隔热效果好、不易老化、长效的特点。又如，中国专利（2014105976585），公开了一种防水保温涂料，该涂料原料百分比及组成如下：空心玻璃微珠10％~20％，弹性丙烯酸乳液30％~45％，红外线反射剂5％~10％，硅藻土5％~10％，助剂1％~5％，水20％~30％，以上组分总和为100％。该发明用空心玻璃微珠和红外线反光剂代替传统隔热材料，防水保温性能较优，且涂层厚度为2mm，减轻了涂料厚度。又如，中国专利（2013102322170），公开了一种隔热防水涂料，包括水、分散剂、聚乙烯醇缩甲醛胶粘剂、消泡剂、体质颜料、增稠剂、隔热防水粉和苯丙乳液，隔热防水粉为活性碳酸钙、珍珠岩粉、云母粉、或其任意两者或多者的组合。该涂料防水性能较好，隔热效果优良，并且无毒无味，不污染，还有仿瓷效果。又如，中国专利（201610863625x），公开了一种纳米复合保温涂料及其制备方法，该涂料包括分散介质和分散相，分散介质和分散相之间的质量比为1-1.5:1；分散介质质量份数及组成为：耐高温纤维5~12份，表面活性剂0.5~1.5份，增稠剂0.5~1.5份，粘结剂3~9份，水70~90份；分散相量份数及组成为：遮光粉10~20份，真空隔热粉45~83份，微硅粉2~10粉。制备方法：按质量份数将分散介质加入后搅拌均匀制成浆料；将分散相混合搅拌均匀制成粉料，将制得的粉料加入到所制得的浆料中搅拌均匀即得纳米复合保温涂料。该发明具有高温隔热功能，且涂膜性能优良。技术实现要素：本发明的目的是为了克服聚氨酯涂料的粘黏效果差、涂料易开裂、保温效果差、易发霉的缺点，以及针对南方高温、湿冷气候，提供一种高保温防水聚氨酯涂料。本发明以二甲醚、无机阻燃剂、玻璃纤维、珍珠岩、轻质碳酸钙、云母粉等为原料，制备一种热导系数低、防水性好、杀菌灭霉效果优良，无毒无害、绿色环保的聚氨酯涂料。本发明的方案是这样实现的：一种高保温防水聚氨酯涂料，改聚氨酯涂料各组成成分及其重量份比为为：二甲醚30~50份、聚偏氯乙烯20~30份、长链聚醚35~50份、异氰酸酯35~50份、聚醚多元醇40~50份、轻质碳酸钙粉10~30份、玻璃纤维粉10~15份、珍珠岩粉12~18份、云母粉5~10份、无机阻燃剂5~10份、成膜助剂1~3份、分散剂0.2~0.5份、杀菌剂5~10份、流平剂0.3~1.5份、草木灰1~3份、去离子水4~6份。本发明实现的技术原理：二甲醚在聚氨酯涂料中可以作为发泡剂使聚氨酯涂料中的泡沫孔径大小均匀，同时能够增强聚氨酯涂料的抗裂性和耐腐蚀性；聚偏氯乙烯具有高结晶性、高密度及疏水基的存在，使其透氧率和透水气极地，加入聚偏氯乙烯可使聚氨酯涂料形成高阻隔膜涂料，阻隔空气和水气，加上各种超细粉末为纳米级别材料，此聚氨酯涂料可以接近于低密度和超级细孔的纳米孔超级隔热材料，可使其的导热系数降低，吸水率也降低，聚偏氟乙烯也能够增强聚氨酯涂料的阻燃性、耐腐蚀性及抗生物降解性；加入轻质碳酸钙粉能够改变聚氨酯涂料的流变性、耐水性、耐候性；玻璃纤维粉在聚氨酯涂料中起到胶结的作用，能够形成空间三维状态分布，加强聚氨酯涂料的弹性，增强聚氨酯涂料的耐燃性、强度，提高抗裂性，有效防止微裂纹的产生；珍珠岩粉化学性质稳定，可以降低聚氨酯涂料的导热系数，提高聚氨酯涂料的防火性、吸音性和抗冻性；云母粉以鳞片的形式在聚氨酯涂料中呈平行排列，形成坚实而又柔韧的保护层，有效地提高聚氨酯涂料的机械性能和抗伸缩性能，极强的抗紫外线的功能，这层保护层还可以阻隔大气和潮气的透入。采用壳聚糖季铵盐/硅藻土/纳米二氧化锌复合物作为聚氨酯涂料的杀菌剂，壳聚糖季铵盐阳离子能够吸附到带负电荷的细菌表面，到达作用位点，使细胞裂解而死亡，在没有光照时壳聚糖季铵盐可以更好的起到杀菌作用；硅藻土表面具有无数细孔，吸附能力强，纳米二氧化锌包裹在硅藻土中，在光照中充分利用硅藻土的高比表面积及吸附特性强进行光降解杀菌，同时硅藻土能够将水分子分解成正负离子，正负离子群以水分子为载体在空气中游离，当遇到过敏物质、细菌、霉菌等有害物质时，正负离子中最活跃的氢氧根与这些物质进行剧烈化学反应，将他们分解成水分子等无害物质，从而防止聚氨酯涂料发霉。将多种纳米级别的超细粉（轻质碳酸钙粉、玻璃纤维粉、珍珠岩粉、云母粉）及长链聚醚类物质在密封低速干燥温度条件下，并结合草木灰分的疏水保温增效，进行颗粒表面改性，能够降低超细粉末颗粒间的表面能，提高超细粉末之间的相容性，改善超细粉体之间的分散性，大幅度提高聚氨酯涂料的闭孔率，达到更高的保温隔热效果。采用喷射的方式使改性后的超细粉末与二甲醚气体混合，使湿物料更好的与二甲醚气体混合均匀。通过各种原料的相互作用，能够有较好的化学相溶性和稳定性，使得聚氨酯涂料能够有较好的性能。作为本发明进一步改进，所述的长链聚醚为脂肪酸聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中一种或一种以上的组合。作为本发明进一步改进，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中一种或一种以上的组合。作为本发明进一步改进，所述的聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇中一种或一种以上的组合，羟值为350-650mgkoh/g，平均官能度在3以上。作为本发明进一步改进，所述的轻质碳酸钙粉、玻璃纤维粉、珍珠岩粉、云母粉粒径大小为1~100nm。作为本发明进一步改进，所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维（含氧化钠0.2%～0.5%，属铝硼硅酸盐玻璃）；所述云母粉其化学成份组成如下表。化学成份sio2al2o3k2ona2omgofe2o3s+ph2o名称二氧化硅三氧化二铝氧化钾氧化钠氧化镁三氧化二铁硫+磷水含量30~4025~3512~201.0~2.01.5~1.82.5~4.50.02~0.050.05作为本发明进一步改进，所述珍珠岩粉其化学成份组成如下表。成份sio2al2o3fe2o3caok2ona2omgoh2o含量50~655~101.5~3.03~45~74~50.5~1.52.3~6.4作为本发明进一步改进，所述的无机阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、微囊化红磷的混合阻燃剂。作为本发明进一步改进，所述的成膜助剂为乙二醇丁醚、n-甲基吡咯烷酮中一种或一种以上的组合。作为本发明进一步改进，所述的分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中一种或一种以上的组合。作为本发明进一步改进，所述的杀菌剂为壳聚糖季铵盐/硅藻土/纳米二氧化锌复合物杀菌剂。作为本发明进一步改进，所述的流平剂为聚醚改性有机硅氧烷、聚酯改性有机硅氧烷中一种或一种以上的组合。作为本发明进一步改进，所述的草木灰为稻草、玉米秸秆、芦苇草本植物充分燃烧后的灰份。一种制备所述的高保温防水聚氨酯涂料的方法，制备方法步骤包括:（1）预改性：取轻质碳酸钙粉10~30份、玻璃纤维粉10~15份、珍珠岩粉12~18份、云母粉5~10份、长链聚醚类物质35~50份，在40~50℃温度下密封低速120~150r/min，搅拌10~20min，得到改性超细粉剂；（2）物料混合：将步骤1）制得的改性超细粉剂喷射到装有二甲醚气体的反应器中，使其充分混合，得到混合物料a；（3）物料反应：将步骤2）制得的混合物料a投入到高速搅拌机中，加入异氰酸酯35~50份、聚醚多元醇40~50份、聚偏氯乙烯20~30份、无机阻燃剂5~10份、成膜助剂1~3份、分散剂0.2~0.5份、杀菌剂5~10份、流平剂0.3~1.5份、去离子水4~6份，在温度为60~80℃中进行高速搅拌，搅拌速度为1200~1600r/min,搅拌时间为30~50min,搅拌后在40~60℃温度下保温熟化6~8h，得到保温防水聚氨酯涂料。作为本发明进一步改进，所述的高保温防水聚氨酯涂料应用于粮仓的保温、船舱的冷冻、冷藏、恒温室、车厢的保温隔热等方面本发明具备以下良好效果：（1）该聚氨酯涂料导热系数≤0.0230（w/m.k）；闭孔率≥95%；吸水率≤1.0%；氟利昂含量为0。（2）本发明的聚氨酯涂料制备方法简单、无污染、操作简单，物理性能好，阻燃效果好，无毒无害，提高了涂料的闭孔率、导热系数、防水性能好，防霉效果好，特别适合南方潮湿的气候的保温防水。（3）施工操作简单，可靠，对被涂物料表面要求低，粘结性好，稳定性好、不易老化、不易开裂。具体实施方式以下结合实施例描述本发明一种高保温防水聚氨酯涂料及其制备方法，这些描述并不是对本
发明内容作进一步的限定。轻质碳酸钙粉、云母粉、珍珠岩、玻璃纤维的粒径和质量要求如下。轻质碳酸钙粉：粒径大小为1~100nm。云母粉：粒径大小为1~100nm，30~40%sio2，25~35%al2o3，12~20%k2o，1.0~2.0%na2o，1.5~1.8%mgo，2.5~4.5%fe2o3，0.02~0.05%s+p，0.05%h2o。珍珠岩粉：粒径大小为目，50~65%sio2，5~10%al2o3，1.5~3.0%fe2o3，3~4%cao，5~7%k2o，4~5%na2o，0.5~1.5%mgo，2.3~6.4h2o玻璃纤维粉：粒径大小为1~100nm，含氧化钠0.2%～0.5%，属铝硼硅酸盐玻璃。草木灰为稻草、玉米秸秆、芦苇三者1:1:1草本植物充分燃烧后的灰份。实施例1：预改性：取轻质碳酸钙粉10份、玻璃纤维粉12份、珍珠岩粉17份、云母粉8份、脂肪酸聚氧乙烯醚340份，在40℃温度下密封低速150r/min，搅拌12min，得到改性超细粉剂；物料混合：将制得的改性超细粉剂喷射到装有二甲醚气体的反应器中，使其充分混合，得到混合物料a；物料反应：将制得的混合物料a投入到高速搅拌机中，加入二苯基甲烷二异氰酸酯40份、聚四氢呋喃二醇50份、聚偏氯乙烯22份、无机阻燃剂10份、乙二醇丁醚2份、三聚磷酸钠0.25份、杀菌剂5份、流平剂0.9份、草木灰1份、去离子水5份，在温度为80℃中进行高速搅拌，搅拌速度为1300r/min,搅拌时间为45min,搅拌后在40℃温度下保温熟化6.5h，得到保温防水聚氨酯涂料。实施例2：预改性：取轻质碳酸钙粉20份、玻璃纤维粉10份、珍珠岩粉14份、云母粉5份、脂肪胺聚氧乙烯醚35份，在48℃温度下密封低速110r/min，搅拌15min，得到改性超细粉剂；物料混合：将制得的改性超细粉剂喷射到装有二甲醚气体的反应器中，使其充分混合，得到混合物料a；物料反应：将制得的混合物料a投入到高速搅拌机中，加入甲苯二异氰酸酯35份、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇43份、聚偏氯乙烯30份、无机阻燃剂5份、n-甲基吡咯烷酮1份、六偏磷酸钠0.4份、杀菌剂10份、流平剂1.5、草木灰2份、去离子水4.5份，在温度为65℃中进行高速搅拌，搅拌速度为1200r/min,搅拌时间为30min,搅拌后在60℃温度下保温熟化6h，得到保温防水聚氨酯涂料。实施例3：预改性：取轻质碳酸钙粉30份、玻璃纤维粉14份、珍珠岩粉12份、云母粉7份、脂肪胺聚氧乙烯醚50份，在43℃温度下密封低速100r/min，搅拌10min，得到改性超细粉剂；物料混合：将制得的改性超细粉剂喷射到装有二甲醚气体的反应器中，使其充分混合，得到混合物料a；物料反应：将制得的混合物料a投入到高速搅拌机中，加入二苯基甲烷二异氰酸酯45份、聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇和四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇混合物40份、聚偏氯乙烯28份、无机阻燃剂6份、乙二醇丁醚3份、三聚磷酸钠0.2份、杀菌剂6份、流平剂0.3份、草木灰3份、去离子水5.5份，在温度为60℃中进行高速搅拌，搅拌速度为1400r/min,搅拌时间为50min,搅拌后在45℃温度下保温熟化8h，得到保温防水聚氨酯涂料。实施例4：预改性：取轻质碳酸钙粉15份、玻璃纤维粉15份、珍珠岩粉16份、云母粉10份、烷基酚聚氧乙烯醚48份，在50℃温度下密封低速130r/min，搅拌18min，得到改性超细粉剂；物料混合：将制得的改性超细粉剂喷射到装有二甲醚气体的反应器中，使其充分混合，得到混合物料a；物料反应：将制得的混合物料a投入到高速搅拌机中，加入二苯基甲烷二异氰酸酯50份、聚氧化丙烯二醇45份、聚偏氯乙烯26份、无机阻燃剂7份、n-甲基吡咯烷酮2.5份、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠混合物0.3份、杀菌剂9份、流平剂0.6份、草木灰2份、去离子水4份，在温度为70℃中进行高速搅拌，搅拌速度为1500r/min,搅拌时间为40min,搅拌后在50℃温度下保温熟化7h，得到保温防水聚氨酯涂料。实施例5：预改性：取轻质碳酸钙粉25份、玻璃纤维粉13份、珍珠岩粉18份、云母粉6份、脂肪酸聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚混合物45份，在46℃温度下密封低速140r/min，搅拌20min，得到改性超细粉剂；物料混合：将制得的改性超细粉剂喷射到装有二甲醚气体的反应器中，使其充分混合，得到混合物料a；物料反应：将制得的混合物料a投入到高速搅拌机中，加入甲苯二异氰酸酯47份、聚氧化丙烯二醇47份、聚偏氯乙烯20份、无机阻燃剂9份、乙二醇丁醚和n-甲基吡咯烷酮混合物1.5份，六偏磷酸钠0.5份、杀菌剂8份、流平剂1.2份、草木灰2份、去离子水6份，在温度为75℃中进行高速搅拌，搅拌速度为1600r/min,搅拌时间为35min,搅拌后在55℃温度下保温熟化7.5h，得到保温防水聚氨酯涂料。对实施列制得的高保温防水聚氨酯涂料进行物理性能参数测试，测试结果如表1所示。表1性能指标单位测试标准实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5密度kg/m3gb/t6343212.4201.6208.3224.6211.8导热系数w/(m.k)gb/t33990.02300.01790.01890.01630.0167闭孔率%gb/t1079996.196.797.896.995.4吸水率%gb/t88100.880.740.100.890.95氧指数%gb/t240632.534.632.932.133.2尺寸稳定性（70℃48h）%gb/t88110.810.940.880.790.84撕裂强度n/mmgb/t5295.64.84.65.34.8粘结强度kpagb/t129541145.81203.61231.61052.31207.4抗压强度kpagb/t8813243241246245247拉伸强度kpajgj144271267273265276本发明上述实施例方案仅是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求中指出了本发明产品组成成分、成分用量范围、制备方法参数的范围，而上述的说明并未指出本发明参数的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应当认为是包括在权利要求书的范围内。本发明是经过多位涂料加工人员长期工作经验积累，并通过创造性劳动创作而出，该种高保温防水聚氨酯涂料性能优良，安全性好。当前第1页12