本发明涉及一种涂料，具体涉及一种高强度聚氨酯防水涂料及其制备工艺。
背景技术：
涂料，在中国传统名称为油漆，所谓涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配置而成的粘稠液体，但是在使用时，涂料由于使用的环境需要很强的防水性能，研发一种防水性较强的涂料诚为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种高强度聚氨酯防水涂料及其制备工艺，该涂料制备工艺简单易行，制备出的涂料具有良好的防水性，延长使用寿命，降低成本。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种高强度聚氨酯防水涂料，该防水涂料包括甲乙两组份，按质量份数计甲：乙=3:1，其中：
甲组份按质量份数计包括以下组分：
聚醚220：10-15份，聚醚3050：15-20份，甲苯二异氰酸酯：10-13份，二苯基甲烷二异氰酸酯：7-9份，乳液：7-9份，乳化剂：1-3份，分散剂：2-4份，防霉杀菌剂：1-3份，填充剂：3-5份，紫外光屏蔽剂：0.5-1份；其中：
乳液为苯丙和纯丙乳液按质量比苯丙乳液：纯丙乳液=2:1的比例混合；
乙组份按质量份数计包括以下组分：
聚醚330n：10-12份，moca：5-7份，氯化石蜡：3-5份，滑石粉：1-3份，邻苯二甲酸二辛酯：7-9份，sio2气凝胶：2-3份，二月桂酸二丁基锡：10-12份，阻燃协效剂：1-3份，阻燃剂：2-4份，消泡剂：2-5份，氟化石墨：2-3份，复合稀土：0.2-0.4份，其中：
复合稀土按质量百分比包括以下组分：y：13-15%，sc：16-18%，gd：9-11%，sm：18-20%，pr：9-11%，余量为la，以上各组分之和为100%。
本发明进一步限定的技术方案为：
前述高强度聚氨酯防水涂料，乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚或苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚；分散剂为羧甲基纤维素、六偏磷酸钠或硅酸钠；防霉杀菌剂为丙环唑或戊唑醇与3-碘-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯等比例混合复配；填充剂为碳酸钙、滑石粉、膨润土、高岭土或硫酸钡中的一种；紫外光屏蔽剂为钛白粉或炭黑。
前述高强度聚氨酯防水涂料，消泡剂为磷酸三丁酯；阻燃协效剂为二甲基硅烷和氢氧化镁的混合物，其中二甲基硅烷和氢氧化镁的质量比为1:1；阻燃剂为磷酸三苯酯或磷酸甲苯二苯酯。
前述高强度聚氨酯防水涂料，sio2气凝胶的制备方法具体为：
取正硅酸乙酯和无水乙醇混合搅拌均匀，相继滴加蒸馏水和盐酸，持续搅拌20-30min，静置8-15min进行充分酸水解，然后加入二甲基甲酰胺、蒸馏水和氨水并进行搅拌均匀，静置约2-3h凝固成sio2醇凝胶；
凝胶成形后常温常压下密封陈化20-23h，并放置于正己烷溶液中浸泡20-22h，浸泡后用无水乙醇与正己烷充分混合并滴加三甲基氯硅烷搅拌混合均匀，倒入模具sio2醇凝胶中密封，sio2醇凝胶由透明变成乳白色，再重新逐渐变透明并具有淡蓝色光泽时密封结束，然后用正己烷对密封后的sio2醇凝胶进行清洗，反复清洗2次，将清洗过后的sio2醇凝胶用正己烷密封浸泡3-5次，每次浸泡3-5h，将浸泡后的sio2醇凝胶进行三级干燥，最终制得sio2气凝胶。
前述高强度聚氨酯防水涂料，在制备sio2气凝胶时，三级干燥具体为：初级低温干燥，温度维持在40-58℃，干燥4-6h；中级低温干燥，温度维持在75-90℃，干燥5-7h；高级热处理的温度为130-150℃，干燥1-3h。
本发明还设计了一种高强度聚氨酯防水涂料的制备工艺，具体包括以下步骤：
（1）甲组份的制备
将聚醚220、聚醚3050及乳液置于装有电动搅拌、温度计的四口烧瓶中，搅拌升温至110-120℃，减压至-0.09mpa脱水1-1.5小时，然后分批加入甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物、分散剂、填充剂，控温在80-90℃反应2-3小时，降温至室温搅拌1-2小时后加入乳化剂、防霉杀菌剂及紫外光屏蔽剂，搅拌均匀，得到组分甲；
（2）乙组份的制备
将聚醚330n、moca、氯化石蜡、滑石粉、氟化石墨分别加入装有电动搅拌、温度计的四口烧瓶中，搅拌混合升温至105-110℃，减压至-0.09mpa脱水1-2小时，然后降温至55-60℃，加入邻苯二甲酸二辛酯、二月桂酸二丁基锡、消泡剂、氯化石蜡搅拌30-50min，降温至室温后继续加入sio2气凝胶、阻燃协效剂、阻燃剂及复合稀土得到组分乙；
（3）成品的制备
将制备得到的甲乙两组份按质量比混合在一起，得到高强度聚氨酯防水涂料。
本发明的有益效果是：
（1）本发明制备的高强度聚氨酯防水涂料中具有甲组分中异氰酸酯与乙组分中多元胺、聚醚多元醇反应形成交联结构，提高材料的强度，因此制备出的聚氨酯防水涂料综合性能优异，同时通过添加的液态填料降低涂料的黏度以避免使用溶剂、稀释剂。
（2）本发明中使用滑石粉作为固态填料具有润滑性、抗黏等优良的物理、化学特性，能提高涂膜的流平性，吸附气体等优点。
（3）本发明中采用氯化石蜡作为液态填料，氯化石蜡的黏度低，与各组分件混溶性好，能够降低体系黏度，提高涂膜性能。
本发明中添加了分散剂，分散剂能增加基料间的亲和性，能防止粒子絮聚，降低涂饰剂的黏度，牢固地吸附在分散粒子的表面，并且提供良好的空间斥力，使粒子在高速搅拌下充分分散后，不会因为范德华力而再次团聚，吸附层也不会在受到外力作用时从粒子表面剥离而导致体系的不稳定，从而优化涂料的物理与化学性能；
本发明的加入了复合稀土，由于以上稀土元素的金属原子半径大且稀土具有较高的活性，很容易填补物料间的空隙，同时，稀土元素易和氧、硫等元素化合生成熔点高的化合物，复合稀土的加入在一定程度上提高了制备涂料的分散性和相容性，使产品混合均匀也提高了涂料的阻燃性；本发明通过加入分散剂、纳米二氧化钛使得涂料具有良好的耐磨性能。
添加填料可以增加涂料的体积，降低成本，同时也能提高填料的耐久性、打磨性、硬度等性能；添加流平剂可以明显改善涂料的手感，对基材的润湿性，另外对漆膜的抗粘连性有帮助。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种高强度聚氨酯防水涂料，该防水涂料包括甲乙两组份，按质量份数计甲：乙=3:1，其中：
甲组份按质量份数计包括以下组分：
聚醚220：10份，聚醚3050：15份，甲苯二异氰酸酯：10份，二苯基甲烷二异氰酸酯：7份，乳液：7份，乳化剂：1份，分散剂：2份，防霉杀菌剂：1份，填充剂：3份，紫外光屏蔽剂：0.5份；其中：
乳液为苯丙和纯丙乳液按质量比苯丙乳液：纯丙乳液=2:1的比例混合；
乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚；分散剂为羧甲基纤维素；防霉杀菌剂为丙环唑或戊唑醇与3-碘-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯等比例混合复配；填充剂为碳酸钙；紫外光屏蔽剂为钛白粉；
乙组份按质量份数计包括以下组分：
聚醚330n：10份，moca：5份，氯化石蜡：3份，滑石粉：1份，邻苯二甲酸二辛酯：7份，sio2气凝胶：2份，二月桂酸二丁基锡：10份，阻燃协效剂：1份，阻燃剂：2份，消泡剂：2份，氟化石墨：2份，复合稀土：0.2份，其中：
复合稀土按质量百分比包括以下组分：y：13%，sc：16%，gd：9%，sm：18%，pr：9%，余量为la，以上各组分之和为100%；
消泡剂为磷酸三丁酯；阻燃协效剂为二甲基硅烷和氢氧化镁的混合物，其中二甲基硅烷和氢氧化镁的质量比为1:1；阻燃剂为磷酸三苯酯。
上述sio2气凝胶的制备方法具体为：
取正硅酸乙酯和无水乙醇混合搅拌均匀，相继滴加蒸馏水和盐酸，持续搅拌20min，静置8min进行充分酸水解，然后加入二甲基甲酰胺、蒸馏水和氨水并进行搅拌均匀，静置约2h凝固成sio2醇凝胶；
凝胶成形后常温常压下密封陈化20h，并放置于正己烷溶液中浸泡20h，浸泡后用无水乙醇与正己烷充分混合并滴加三甲基氯硅烷搅拌混合均匀，倒入模具sio2醇凝胶中密封，sio2醇凝胶由透明变成乳白色，再重新逐渐变透明并具有淡蓝色光泽时密封结束，然后用正己烷对密封后的sio2醇凝胶进行清洗，反复清洗2次，将清洗过后的sio2醇凝胶用正己烷密封浸泡3次，每次浸泡3h，将浸泡后的sio2醇凝胶进行三级干燥，最终制得sio2气凝胶；
三级干燥具体为：初级低温干燥，温度维持在40℃，干燥4h；中级低温干燥，温度维持在75℃，干燥5h；高级热处理的温度为130℃，干燥1h。
上述高强度聚氨酯防水涂料的制备工艺，具体包括以下步骤：
（1）甲组份的制备
将聚醚220、聚醚3050及乳液置于装有电动搅拌、温度计的四口烧瓶中，搅拌升温至110℃，减压至-0.09mpa脱水1小时，然后分批加入甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物、分散剂、填充剂，控温在80℃反应2小时，降温至室温搅拌1小时后加入乳化剂、防霉杀菌剂及紫外光屏蔽剂，搅拌均匀，得到组分甲；
（2）乙组份的制备
将聚醚330n、moca、氯化石蜡、滑石粉、氟化石墨分别加入装有电动搅拌、温度计的四口烧瓶中，搅拌混合升温至105℃，减压至-0.09mpa脱水1小时，然后降温至55℃，加入邻苯二甲酸二辛酯、二月桂酸二丁基锡、消泡剂、氯化石蜡搅拌30min，降温至室温后继续加入sio2气凝胶、阻燃协效剂、阻燃剂及复合稀土得到组分乙；
（3）成品的制备
将制备得到的甲乙两组份按质量比混合在一起，得到高强度聚氨酯防水涂料。
实施例2
本实施例提供一种高强度聚氨酯防水涂料，该防水涂料包括甲乙两组份，按质量份数计甲：乙=3:1，其中：
甲组份按质量份数计包括以下组分：
聚醚220：15份，聚醚3050：20份，甲苯二异氰酸酯：13份，二苯基甲烷二异氰酸酯：9份，乳液：9份，乳化剂：3份，分散剂：4份，防霉杀菌剂：3份，填充剂：5份，紫外光屏蔽剂：1份；其中：
乳液为苯丙和纯丙乳液按质量比苯丙乳液：纯丙乳液=2:1的比例混合；
乳化剂为苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚；分散剂为六偏磷酸钠；防霉杀菌剂为戊唑醇与3-碘-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯等比例混合复配；填充剂为滑石粉；紫外光屏蔽剂为炭黑；
乙组份按质量份数计包括以下组分：
聚醚330n：12份，moca：7份，氯化石蜡：5份，滑石粉：3份，邻苯二甲酸二辛酯：9份，sio2气凝胶：3份，二月桂酸二丁基锡：12份，阻燃协效剂：3份，阻燃剂：4份，消泡剂：5份，氟化石墨：3份，复合稀土：0.4份，其中：
复合稀土按质量百分比包括以下组分：y：15%，sc：18%，gd：11%，sm：20%，pr：11%，余量为la，以上各组分之和为100%；
消泡剂为磷酸三丁酯；阻燃协效剂为二甲基硅烷和氢氧化镁的混合物，其中二甲基硅烷和氢氧化镁的质量比为1:1；阻燃剂为磷酸甲苯二苯酯。
上述sio2气凝胶的制备方法具体为：
取正硅酸乙酯和无水乙醇混合搅拌均匀，相继滴加蒸馏水和盐酸，持续搅拌30min，静置15min进行充分酸水解，然后加入二甲基甲酰胺、蒸馏水和氨水并进行搅拌均匀，静置约3h凝固成sio2醇凝胶；
凝胶成形后常温常压下密封陈化23h，并放置于正己烷溶液中浸泡22h，浸泡后用无水乙醇与正己烷充分混合并滴加三甲基氯硅烷搅拌混合均匀，倒入模具sio2醇凝胶中密封，sio2醇凝胶由透明变成乳白色，再重新逐渐变透明并具有淡蓝色光泽时密封结束，然后用正己烷对密封后的sio2醇凝胶进行清洗，反复清洗2次，将清洗过后的sio2醇凝胶用正己烷密封浸泡5次，每次浸泡5h，将浸泡后的sio2醇凝胶进行三级干燥，最终制得sio2气凝胶；
三级干燥具体为：初级低温干燥，温度维持在58℃，干燥6h；中级低温干燥，温度维持在90℃，干燥7h；高级热处理的温度为150℃，干燥3h。
上述高强度聚氨酯防水涂料的制备工艺，具体包括以下步骤：
（1）甲组份的制备
将聚醚220、聚醚3050及乳液置于装有电动搅拌、温度计的四口烧瓶中，搅拌升温至120℃，减压至-0.09mpa脱水1.5小时，然后分批加入甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物、分散剂、填充剂，控温在90℃反应3小时，降温至室温搅拌2小时后加入乳化剂、防霉杀菌剂及紫外光屏蔽剂，搅拌均匀，得到组分甲；
（2）乙组份的制备
将聚醚330n、moca、氯化石蜡、滑石粉、氟化石墨分别加入装有电动搅拌、温度计的四口烧瓶中，搅拌混合升温至110℃，减压至-0.09mpa脱水2小时，然后降温至60℃，加入邻苯二甲酸二辛酯、二月桂酸二丁基锡、消泡剂、氯化石蜡搅拌50min，降温至室温后继续加入sio2气凝胶、阻燃协效剂、阻燃剂及复合稀土得到组分乙；
（3）成品的制备
将制备得到的甲乙两组份按质量比混合在一起，得到高强度聚氨酯防水涂料。
实施例3
本实施例提供一种高强度聚氨酯防水涂料，该防水涂料包括甲乙两组份，按质量份数计甲：乙=3:1，其中：
甲组份按质量份数计包括以下组分：
聚醚220：12份，聚醚3050：18份，甲苯二异氰酸酯：12份，二苯基甲烷二异氰酸酯：8份，乳液：8份，乳化剂：2份，分散剂：3份，防霉杀菌剂：2份，填充剂：4份，紫外光屏蔽剂：0.8份；其中：
乳液为苯丙和纯丙乳液按质量比苯丙乳液：纯丙乳液=2:1的比例混合；
乳化剂为苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚；分散剂为硅酸钠；防霉杀菌剂为丙环唑；填充剂为膨润土；紫外光屏蔽剂为钛白粉；
乙组份按质量份数计包括以下组分：
聚醚330n：11份，moca：6份，氯化石蜡：4份，滑石粉：2份，邻苯二甲酸二辛酯：8份，sio2气凝胶：2份，二月桂酸二丁基锡：11份，阻燃协效剂：22份，阻燃剂：3份，消泡剂：4份，氟化石墨：3份，复合稀土：0.3份，其中：
复合稀土按质量百分比包括以下组分：y：14%，sc：17%，gd：10%，sm：19%，pr：10%，余量为la，以上各组分之和为100%；
消泡剂为磷酸三丁酯；阻燃协效剂为二甲基硅烷和氢氧化镁的混合物，其中二甲基硅烷和氢氧化镁的质量比为1:1；阻燃剂为磷酸三苯酯。
上述sio2气凝胶的制备方法具体为：
取正硅酸乙酯和无水乙醇混合搅拌均匀，相继滴加蒸馏水和盐酸，持续搅拌25min，静置12min进行充分酸水解，然后加入二甲基甲酰胺、蒸馏水和氨水并进行搅拌均匀，静置约2.5h凝固成sio2醇凝胶；
凝胶成形后常温常压下密封陈化22h，并放置于正己烷溶液中浸泡21h，浸泡后用无水乙醇与正己烷充分混合并滴加三甲基氯硅烷搅拌混合均匀，倒入模具sio2醇凝胶中密封，sio2醇凝胶由透明变成乳白色，再重新逐渐变透明并具有淡蓝色光泽时密封结束，然后用正己烷对密封后的sio2醇凝胶进行清洗，反复清洗2次，将清洗过后的sio2醇凝胶用正己烷密封浸泡4次，每次浸泡4h，将浸泡后的sio2醇凝胶进行三级干燥，最终制得sio2气凝胶；
三级干燥具体为：初级低温干燥，温度维持在49℃，干燥5h；中级低温干燥，温度维持在79℃，干燥6h；高级热处理的温度为140℃，干燥2h。
上述高强度聚氨酯防水涂料的制备工艺，具体包括以下步骤：
（1）甲组份的制备
将聚醚220、聚醚3050及乳液置于装有电动搅拌、温度计的四口烧瓶中，搅拌升温至115℃，减压至-0.09mpa脱水11.2小时，然后分批加入甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物、分散剂、填充剂，控温在85℃反应2.5小时，降温至室温搅拌1.5小时后加入乳化剂、防霉杀菌剂及紫外光屏蔽剂，搅拌均匀，得到组分甲；
（2）乙组份的制备
将聚醚330n、moca、氯化石蜡、滑石粉、氟化石墨分别加入装有电动搅拌、温度计的四口烧瓶中，搅拌混合升温至108℃，减压至-0.09mpa脱水1-2小时，然后降温至58℃，加入邻苯二甲酸二辛酯、二月桂酸二丁基锡、消泡剂、氯化石蜡搅拌40min，降温至室温后继续加入sio2气凝胶、阻燃协效剂、阻燃剂及复合稀土得到组分乙；
（3）成品的制备
将制备得到的甲乙两组份按质量比混合在一起，得到高强度聚氨酯防水涂料。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。