本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种聚氨酯-氧化铝复合涂层材料的制备方法。
背景技术：
近年来，能源消耗问题越发严峻，人们对节能减排材料的需求日益增加。兼具隔热耐磨性能的多功能涂层可有效降低涂层表面及内部温度，延长设备寿命，对节能降耗有十分重要的意义。多功能涂层由成膜物质和功能性填料构成。成膜物质多由树脂构成，传统溶剂型树脂包含大量可挥发有机化合物，危害环境且耐水性较差，极大地限制了其应用。氧化铝片、钛白粉、二氧化硅、氧化锌等功能性填料在一定程度上增强了涂层的强度、硬度、耐磨、等力学性能并赋予涂层隔热、抗菌等特性。但其密度高、均匀性差等缺点限制了涂层轻质化的应用与发展。
现有技术中公开的氧化铝改性丙烯酸树脂型粉末涂料的制备方法中，该涂料具有优异附着力、耐候性、耐腐蚀性，但该方法以实心氧化铝为功能性填料，所得涂层密度较大且生产工艺过程复杂，不易控制。另外，现有技术中公开的涂料以水性丙烯酸酯乳液与水性环氧树脂乳液复合作为有机成膜物，纳米氢氧化铝、陶瓷空心微珠、二氧化钛等为无机填料制备出性能优异的隔热防火涂料。但是，所得涂料在受热环境下会分解生成h2o，形成气孔，加速涂层力学性能失效，而且使得该涂层的拉伸性能较差。
为此，有必要针对上述问题，提出一种聚氨酯-氧化铝复合涂层材料的制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种聚氨酯-氧化铝复合涂层材料的制备方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种聚氨酯-氧化铝复合涂层材料的制备方法，包括：
(1)将三丁醇铝和表面活性剂溶于有机溶剂中，加入螯合剂，超声使其均匀分散，然后缓慢滴加体积比为3:1的异丙醇和蒸馏水混合液，在60～80℃下反应12～24h，得到氧化铝溶胶；
(2)将聚醚多元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯混合，搅拌均匀，再加入一定量的二月桂酸二丁基锡和1,4-丁二醇，于1000～1500rpm条件下搅拌3～8min，真空脱气1～2h，得到聚氨酯乳液；
(3)将氧化铝溶胶和聚氨酯乳液混合，再加入固化剂，搅拌均匀，倒入干燥的模具中进行固化，其中，固化条件为：先于70～90℃条件下固化2～4h，再于100～120℃条件下固化2～4h，得到聚氨酯-氧化铝复合涂层材料。
优选的，步骤(1)中，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基氯化铵，所述螯合剂为乙酰乙酸乙酯。
优选的，步骤(1)中，所述三丁醇铝、所述表面活性剂、所述螯合剂的摩尔比为10～20:3～8:1。
优选的，步骤(2)中，所述二月桂酸二丁基锡加入量为所述聚醚多元醇质量的0.01～0.1％。
优选的，步骤(3)中，所述固化剂加入量为所述聚氨酯质量的5～10％。
优选的，步骤(3)中，所述聚氨酯-氧化铝复合涂层材料中的氧化铝的质量分数为1.0～10.0％。
优选的，所述聚氨酯-氧化铝复合涂层材料中的氧化铝的质量分数为5.0％。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中制得的聚氨酯-氧化铝复合涂层材料具有较好的拉伸性能，通过加入氧化铝使得该复合涂层材料具有优良的增韧效果。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
本发明公开一种聚氨酯-氧化铝复合涂层材料的制备方法，包括：
(1)将三丁醇铝和表面活性剂溶于有机溶剂中，加入螯合剂，超声使其均匀分散，然后缓慢滴加体积比为3:1的异丙醇和蒸馏水混合液，在60～80℃下反应12～24h，得到氧化铝溶胶；
(2)将聚醚多元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯混合，搅拌均匀，再加入一定量的二月桂酸二丁基锡和1,4-丁二醇，于1000～1500rpm条件下搅拌3～8min，真空脱气1～2h，得到聚氨酯乳液；
(3)将氧化铝溶胶和聚氨酯乳液混合，再加入固化剂，搅拌均匀，倒入干燥的模具中进行固化，其中，固化条件为：先于70～90℃条件下固化2～4h，再于100～120℃条件下固化2～4h，得到聚氨酯-氧化铝复合涂层材料。
其中，步骤(1)中，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基氯化铵，所述螯合剂为乙酰乙酸乙酯；所述三丁醇铝、所述表面活性剂、所述螯合剂的摩尔比为10～20:3～8:1，优选的，所述三丁醇铝、所述表面活性剂、所述螯合剂的摩尔比为15:5:1。
其中，步骤(2)中，所述二月桂酸二丁基锡加入量为所述聚醚多元醇质量的0.01～0.1％，优选的，所述二月桂酸二丁基锡加入量为所述聚醚多元醇质量的0.05％。
其中，步骤(3)中，所述固化剂加入量为所述聚氨酯质量的5～10％，优选的，所述固化剂加入量为所述聚氨酯质量的7.5％；所述聚氨酯-氧化铝复合涂层材料中的氧化铝的质量分数为1.0～10.0％，优选的，所述聚氨酯-氧化铝复合涂层材料中的氧化铝的质量分数为5.0％。
下述以具体地实施例进行说明本发明中聚氨酯-氧化铝复合涂层材料的制备方法。
实施例1
(1)将三丁醇铝和表面活性剂溶于有机溶剂中，加入螯合剂，超声使其均匀分散，然后缓慢滴加体积比为3:1的异丙醇和蒸馏水混合液，在60℃下反应12h，得到氧化铝溶胶，其中，所述三丁醇铝、所述表面活性剂、所述螯合剂的摩尔比为10:3:1；
(2)将聚醚多元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯混合，搅拌均匀，再加入一定量的二月桂酸二丁基锡和1,4-丁二醇，于1000rpm条件下搅拌3min，真空脱气1h，得到聚氨酯乳液，其中，所述二月桂酸二丁基锡加入量为所述聚醚多元醇质量的0.01％；
(3)将氧化铝溶胶和聚氨酯乳液混合，再加入固化剂，搅拌均匀，倒入干燥的模具中进行固化，其中，固化条件为：先于70℃条件下固化2h，再于100℃条件下固化2h，得到聚氨酯-氧化铝复合涂层材料，其中，所述固化剂加入量为所述聚氨酯质量的5％。
实施例2
(1)将三丁醇铝和表面活性剂溶于有机溶剂中，加入螯合剂，超声使其均匀分散，然后缓慢滴加体积比为3:1的异丙醇和蒸馏水混合液，在70℃下反应18h，得到氧化铝溶胶，其中，所述三丁醇铝、所述表面活性剂、所述螯合剂的摩尔比为15:5:1；
(2)将聚醚多元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯混合，搅拌均匀，再加入一定量的二月桂酸二丁基锡和1,4-丁二醇，于1200rpm条件下搅拌5min，真空脱气1.5h，得到聚氨酯乳液，其中，所述二月桂酸二丁基锡加入量为所述聚醚多元醇质量的0.05％；
(3)将氧化铝溶胶和聚氨酯乳液混合，再加入固化剂，搅拌均匀，倒入干燥的模具中进行固化，其中，固化条件为：先于80℃条件下固化3h，再于110℃条件下固化3h，得到聚氨酯-氧化铝复合涂层材料，其中，所述固化剂加入量为所述聚氨酯质量的7.5％。
实施例3
(1)将三丁醇铝和表面活性剂溶于有机溶剂中，加入螯合剂，超声使其均匀分散，然后缓慢滴加体积比为3:1的异丙醇和蒸馏水混合液，在80℃下反应24h，得到氧化铝溶胶，其中，所述三丁醇铝、所述表面活性剂、所述螯合剂的摩尔比为20:8:1；
(2)将聚醚多元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯混合，搅拌均匀，再加入一定量的二月桂酸二丁基锡和1,4-丁二醇，于1500rpm条件下搅拌8min，真空脱气2h，得到聚氨酯乳液，其中，所述二月桂酸二丁基锡加入量为所述聚醚多元醇质量的0.1％；
(3)将氧化铝溶胶和聚氨酯乳液混合，再加入固化剂，搅拌均匀，倒入干燥的模具中进行固化，其中，固化条件为：先于90℃条件下固化4h，再于120℃条件下固化4h，得到聚氨酯-氧化铝复合涂层材料，其中，所述固化剂加入量为所述聚氨酯质量的10％。
根据上述实施例1～3中的方法制得的聚氨酯-氧化铝复合涂层材料中的氧化铝的质量分数为1.0～10.0％。
采用wdt-20微机控制电子万能试验机对本发明中的复合涂层材料进行拉伸试验，当复合涂层中材料的氧化铝的质量分数为5.0％时，该复合涂层材料的拉伸性能最佳；另外，通过加入氧化铝使得该复合涂层材料具有优良的增韧效果。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。