一种水性杀菌聚氨酯金属涂料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及杀菌涂料技术领域，尤其涉及一种水性杀菌聚氨酯金属涂料。
【背景技术】
[0002]涂料是用有机或无机材料来以装饰和保护物品的一种混合物。涂料的起源尚无定论。公元前6000年，中国已用无机化合物和有机颜料混合焙烧对涂料加以改进。公元前1500年，在法国和西班牙的山洞里，涂料已用于绘画和装饰。20世纪，涂料工艺有了重大发展，出现了粘着力更大、光泽度更高、阻燃、抗腐蚀与热稳定性高的各种颜色的涂料。涂料早期大多以植物油为主要原料，故被叫做“涂料”，如健康环保原生态的熟桐油。不论是传统的以天然物质为原料的涂料产品，还是现代发展中的以合成化工产品为原料的涂料产品，都属于有机化工高分子材料，所形成的涂膜属于高分子化合物类型。按照现代通行的化工产品的分类，涂料属于精细化工产品。
[0003]随着现代工业的飞速发展，金属表面的防腐越来越受到各行各业的高度重视，采用涂料涂覆防腐是一种既经济又有效的方法。对工矿企业来说，金属腐蚀造成了经济上的巨大损失是难以估量的，约占全球钢产量的15-20%，可见，对腐蚀的防护是何等的重要。防止金属腐蚀的方法有很多，如采用电镀和阴极保护，造成了排放污染，不利于环境保护；还有在使用耐腐蚀合金，虽起到防腐作用，但工程造价达。经过实践证明，采取涂料层防护是最有效最经济普遍的方法。但是现有的金属涂料存在一定程度的缺陷，涂料的功能不全面，耐水性不强，容易发泡碎裂，杀菌功能不完善，现有涂料的功能不能够满足人们的需求。
【发明内容】
[0004]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种水性杀菌聚氨酯金属涂料，不仅具有优异的耐水、耐拉伸和杀菌抑菌性能，耐热性优秀，而且韧性和强度高，附着力强。
[0005]本发明提出的一种水性杀菌聚氨酯金属涂料，其原料按重量份包括:醛酮改性聚氨酯75?85份，水性丙烯酸树脂13?16份，水性环氧树脂9?12份，沸石粉15?18份，滑石粉22?25份，重质碳酸钙18?22份，纳米银0.5?1.5份，辣椒素2?3份，消泡剂1?2份，分散剂1?2份，平流剂2?3份，颜料5?8份。
[0006]优选地，醛酮改性聚氨酯的制备方法如下:将醛酮树脂加入丙酮中溶解得到物料A ;将聚己二酸-1，4- 丁二醇酯二元醇和聚己二醇升温，保温，接着真空脱水得到物料B ;将物料A、物料B和改性六亚甲基二异氰酸酯混合后，通入N2保护，升温，保温，然后降温，加入三甲基戊二醇、二羟甲基丙酸、三聚氰胺-甲醛树脂和丙酮，再加入二月桂酸二丁基锡，升温，保温得到物料C ;将物料C降温后，再滴加含N-丙基二乙醇胺和二甲基乙醇胺的混合溶液，升温，保温得到物料D ;将物料D进行中和后，再加水进行乳化分散，真空蒸馏后，再加入月桂酸酞菁锌搅拌均匀得到醛酮改性聚氨酯。
[0007]优选地，醛酮改性聚氨酯的制备方法如下:按重量份将9?12份醛酮树脂加入丙酮中溶解得到物料A ;将13?16份聚己二酸-1，4- 丁二醇酯二元醇和30?35份聚己二醇升温，保温，接着真空脱水得到物料B ;将物料A、物料B和15?18份改性六亚甲基二异氰酸酯混合后，通入N2保护，升温，保温，然后降温，加入10?13份三甲基戊二醇、2?4份二羟甲基丙酸、18?21份三聚氰胺-甲醛树脂和丙酮，再加入0.7?1份二月桂酸二丁基锡，升温，保温得到物料C ;将物料C降温后，再滴加含2?3份N-丙基二乙醇胺和3?5份二甲基乙醇胺的混合溶液，升温，保温得到物料D ;将物料D进行中和后，再加260?290份水进行乳化分散，真空蒸馏后，再加入0.6?0.9份月桂酸酞菁锌搅拌均匀得到醛酮改性聚氨酯。
[0008]丙酮在醛酮改性聚氨酯的制备过程中起到溶剂的作用，无需限定用量。
[0009]优选地，醛酮改性聚氨酯的制备方法如下:将醛酮树脂加入丙酮中溶解得到物料A ;将聚己二酸-1，4- 丁二醇酯二元醇和聚己二醇升温至80?83°C，保温3?4h，接着真空脱水得到物料B ;将物料A、物料B和改性六亚甲基二异氰酸酯混合后，通入N2保护，升温至85?88°C，保温2?4h，然后降温至37?40 °C，加入三甲基戊二醇、二羟甲基丙酸、三聚氰胺-甲醛树脂和丙酮，再加入二月桂酸二丁基锡，升温至90?95°C，保温1?1.3h得到物料C ;将物料C降温至37?40°C后，再滴加含N-丙基二乙醇胺和二甲基乙醇胺的混合溶液，升温至75?78°C，保温38?42min得到物料D ;将物料D进行中和后，再加水进行乳化分散，真空蒸馏后，再加入月桂酸酞菁锌搅拌均匀得到醛酮改性聚氨酯。
[0010]优选地，醛酮改性聚氨酯制备方法中的改性六亚甲基二异氰酸酯按如下步骤进行制备:将六亚甲基二异氰酸酯和磷酸三丁酯混合后，升温至225?230°C，保温0.8?lh，接着减压蒸馏，冷却至75?80°C进行熟化得到改性六亚甲基二异氰酸酯。
[0011]优选地，改性六亚甲基二异氰酸酯制备过程中，六亚甲基二异氰酸酯和磷酸三丁酯的重量比为97?100:2.2?2.5。
[0012]优选地，醛酮改性聚氨酯制备方法中的月桂酸酞菁锌按如下步骤进行制备:按摩尔份将1?1.3份四氨基酞菁锌、5?6份月桂酸和N，N- 二甲基乙酰胺混合后，进行油浴加热，油浴加热过程中不停搅拌，然后减压蒸馏，洗涤，离心，洗涤，干燥得到月桂酸酞菁锌。
[0013]优选地，月桂酸酞菁锌的制备过程中，油浴加热的温度为135?140°C，油浴加热的时间为7?8ho
[0014]N，N-二甲基乙酰胺在月桂酸酞菁锌的制备过程中起到溶剂的作用，无需限定用量。
[0015]四氨基酞菁锌的制备方法如下:将3.82g 4-硝基邻苯二腈和1.00g醋酸锌混合后放入圆底烧瓶中，向其中加入143mL无水硝基苯，充分搅拌后，加热到150°C，氮气保护下反应24h。反应完毕后，冷却到室温，向其中加入大量的甲醇，抽滤，洗涤至滤液无色为止，然后真空干燥，干燥后将固体刮下，用质量分数为10wt%的盐酸回流3h，抽滤，用水洗涤至滤液呈无色为止，真空干燥，再用质量分数为10wt %的NaOH溶液回流3h，抽滤，用水洗涤至滤液呈无色为止，真空干燥，得到四硝基酞菁锌。将1.45g四硝基酞菁锌和7.25g无水硫化钠溶解在55mL水中，加热到50°C，氮气保护下反应5h。反应完毕后，降到室温，抽滤，用大量的水洗涤至滤液无色为止，真空干燥。干燥后的样品用柱层析法分离，所用硅胶为200?300目，石油醚(60?90)灌柱子，以N，N-二甲基甲酰胺为淋洗剂淋洗，收集，真空干燥，得到四氨基酞菁锌。
[0016]本发明按常规工艺制备。
[0017]本发明将六亚甲基二异氰酸酯和磷酸三丁酯混合后，升温，使六亚甲基二异氰酸酯中-NC0基团在磷酸三丁酯的催化作用下发生缩合反应，两个异氰酸酯基团缩合生成碳化二亚胺基团(-N = C = N-)，所得改性六亚甲基二异氰酸酯黏度低，为后续醛酮改性聚氨酯的制备做铺垫。本发明采用四氨基基酞菁锌和月桂酸制备月桂酸酞菁锌，其中四氨基基酞菁锌上的4个氨基分别与月桂酸上的羧基进行酰胺反应，形成酰胺键得到长烷链的月桂酸酞菁锌。
[0018]本发明采用改性六亚甲基二异氰酸酯、醛酮树脂和月桂酸酞菁锌来制备醛酮改性聚氨酯，由于醛酮树脂具有饱和的环状结构，使其有高光泽、硬度、抗降解及耐候性，其分子链相当于聚氨酯中的硬段，促进聚氨酯中软段与硬段之间的微相分离程度的增加，提高醛酮改性聚氨酯的硬度和固化速度，醛酮树脂接入聚氨酯中，使乳液聚合物