本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种高阻燃抗腐蚀水性聚氨酯复合涂料。
背景技术：
涂料作为一类多功能性工程材料，在化学工业占有重要的地位，其发展在一定程度上可以衡量一个国家工业发展水平。传统涂料一般以有机溶剂为活性稀释剂，施工后会释放出大量的苯、甲醛等挥发性有机化合物(voc)，严重危害人类生存环境和身体健康，同时由于有机溶剂的存在，给生产和运输带来了消防安全隐患。随着人们环保意识的增强，环保型涂料的研究和开发已经成为各国研究的重点和热点。水性聚氨酯涂料以水为溶剂，具有无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好等优点而被广泛应用。但目前聚氨酯涂料仍存在阻燃性及抗腐蚀性差的缺陷，限制了聚氨酯涂料的使用。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高阻燃抗腐蚀水性聚氨酯复合涂料，其具有优异的阻燃性及抗腐蚀性，同时还具有良好的流平性、丰满度及热稳定性等性能。
本发明提出的一种高阻燃抗腐蚀水性聚氨酯复合涂料，其原料按重量份包括：聚酯多元醇150-200份、多异氰酸酯50-80份、苯丙乳液20-50份、水性环氧树脂乳液40-70份、纳米凹凸棒土2-5份、纳米氧化锌1-4份、聚乙烯醇5-10份、羟甲基纤维素4-9份、石蜡3-8份、颜料10-30份、二胺扩链剂5-12份、三羟甲基丙烷1-3份、季戊四醇1-2.5份、辛基丁基二苯胺2-4份、2,6-二叔丁基对甲酚2-4份、光稳定剂1-2份、消泡剂1.5-3份、苯基缩水甘油醚2.5-5份、三乙胺3-6份、乙烯基三乙氧基硅烷2-4份、壳聚糖3-8份、苯甲酸钠2-5份、丙酮8-15份、去离子水30-90份。
具体实施方式中，聚酯多元醇的重量份还可以为155、160、165、175、180、190份，多异氰酸酯的重量份还可以为55、60、65、70、75份，苯丙乳液的重量份还可以为25、30、35、40、45份，水性环氧树脂乳液的重量份还可以为45、50、55、60、65份，纳米凹凸棒土的重量份还可以为2.5、3、3.5、4、4.5份，纳米氧化锌的重量份还可以为1.5、2、2.5、3、3.5份，聚乙烯醇的重量份还可以为6、6.5、7、7.5、8、9份，羟甲基纤维素的重量份还可以为5、6、6.5、7、8份，石蜡的重量份还可以为4、5、5.5、6、7、8份，颜料的重量份还可以为12、15、18、20、22、25、28份，二胺扩链剂的重量份还可以为6、7、8、9、10、11份，三羟甲基丙烷的重量份还可以为1.4、1.8、2、2.2、2.5、2.8份，季戊四醇的重量份还可以为1.2、1.5、1.8、2、2.2份，辛基丁基二苯胺的重量份还可以为2.4、2.8、3、3.2、3.5、3.8份，2,6-二叔丁基对甲酚的重量份还可以为2.4、2.8、3、3.2、3.5、3.8份，光稳定剂的重量份还可以为1.2、1.4、1.5、1.6、1.8份，消泡剂的重量份还可以为1.8、2、2.2、2.5、2.8份，苯基缩水甘油醚的重量份还可以为3、3.5、4、4.5份，三乙胺的重量份还可以为2.5、4、4.5、5、5.5份，乙烯基三乙氧基硅烷的重量份还可以为2.4、2.8、3、3.2、3.5、3.8份，壳聚糖的重量份还可以为4、5、5.5、6、7份，苯甲酸钠的重量份还可以为2.5、3、3.5、4、4.5份，丙酮的重量份还可以为9、10、11、12、13、14份，去离子水的重量份还可以为40、50、60、70、80份。
优选地，水性环氧树脂乳液固含量为55-65％。
优选地，多异氰酸酯的原料按重量份包括：对苯二异氰酸酯15-30份、邻苯二甲基二异氰酸酯5-10份。
优选地，二胺扩链剂按以下工艺进行制备：
s1、将4-氯-3-硝基三氟甲苯、二溴丁烯二醇、无水碳酸钠和n,n-二甲基甲酰胺混合，升温搅拌，除去n,n-二甲基甲酰胺后重结晶，干燥，得到物料a；
s2、将物料a与活性炭、二硫化钠、六水氯化铁和丙二醇甲醚混合，搅拌，经后处理得到二胺扩链剂。
优选地，s1中，按重量份将20-30份4-氯-3-硝基三氟甲苯、10-15份二溴丁烯二醇、4-8份无水碳酸钠和120-180份n,n-二甲基甲酰胺混合，升温至90-100℃搅拌6-8h，除去n,n-二甲基甲酰胺后重结晶，在70-80℃温度条件下真空干燥，得到物料a。
优选地，s2中，按重量份将25-30份物料a与2-3份活性炭、0.1-0.4份二硫化钠、0.2-1份六水氯化铁和60-80份丙二醇甲醚混合，在80-95℃温度条件下搅拌6-8h，经后处理得到二胺扩链剂。
优选地，s2中，后处理包括将物料进行提纯、真空干燥及过筛处理。
优选地，s2中，后处理包括将物料进行提纯、在85-90℃温度条件下真空干燥、过150-200目筛处理。
本发明制品采用常规制备工艺制得。
本发明中所添加的二胺扩链剂在其制备过程中，通过合理设置反应参数，使二溴丁烯二醇羟基中的活泼氢与4-氯-3-硝基三氟甲苯中的氯元素发生替换反应从而使两者接枝，使得到的物料a中带有氟元素及溴元素，并且两端带有硝基，再通过优化s2步骤，使硝基还原成氨基，制得的二胺扩链剂具有良好的相容性、分散性及阻燃性等优点，加入本发明中，与聚乙烯醇、羟甲基纤维素、三羟甲基丙烷、季戊四醇配合作为改性剂，有效改善水性聚氨酯的空间结构，使其交联密度适中，具有独特稳定的三维网状结构，聚氨酯分子结构中软段与硬段分布合理，在体系中分散性与相容性好，再与苯丙乳液、水性环氧树脂乳液复合，其相容性好，不仅保留了各自组分带有的优异性能，同时彼此间具有协同作用，有效改善苯丙乳液的成膜性和耐水性差的缺陷，同时改善了由于添加聚酯多元醇导致制品耐水性及力学性能降低的缺陷，各组分配合，使本发明制品附着性、丰满度和光泽度好，固化时间合理，对环境污染小，同时具有优异的阻燃性、抗腐蚀性、耐寒耐热性、耐磨性及耐候性，还具有良好的流平性、热稳定性及力学性能等，再配合添加纳米凹凸棒土、纳米氧化锌、石蜡、颜料、辛基丁基二苯胺、2,6-二叔丁基对甲酚、光稳定剂、消泡剂、苯基缩水甘油醚、三乙胺、乙烯基三乙氧基硅烷、壳聚糖、苯甲酸钠配合作为助剂及填料，各组分相容性好，进一步改善了本发明制品硬度、强度、抗腐蚀性、光稳定性、流平性及高阻燃性等性能，提高了本发明制品的综合性能。本发明提出的一种高阻燃抗腐蚀水性聚氨酯复合涂料，其具有优异的阻燃性及抗腐蚀性，同时还具有良好的流平性、丰满度及热稳定性等性能。
对本发明中提出的高阻燃抗腐蚀水性聚氨酯复合涂料进行性能测试，其表干时间在20-40min，硬干时间在1.2-1.8h，涂膜无裂纹，且氧指数超过26％，在盐雾中暴露2000h后高阻燃抗腐蚀水性聚氨酯复合涂料涂膜未显示出气泡或锈蚀，且蠕变较短，蠕变不超过1mm，表现出优异的阻燃性与抗腐蚀性，适于生产使用。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种高阻燃抗腐蚀水性聚氨酯复合涂料，其原料按重量份包括：聚酯多元醇150份、多异氰酸酯50份、苯丙乳液50份、水性环氧树脂乳液40份、纳米凹凸棒土2份、纳米氧化锌4份、聚乙烯醇10份、羟甲基纤维素4份、石蜡3份、颜料10份、二胺扩链剂5份、三羟甲基丙烷1份、季戊四醇1份、辛基丁基二苯胺4份、2,6-二叔丁基对甲酚2份、光稳定剂1份、消泡剂1.5份、苯基缩水甘油醚2.5份、三乙胺3份、乙烯基三乙氧基硅烷2份、壳聚糖3份、苯甲酸钠2份、丙酮8份、去离子水30份。
实施例2
本发明提出的一种高阻燃抗腐蚀水性聚氨酯复合涂料，其原料按重量份包括：聚酯多元醇200份、多异氰酸酯80份、苯丙乳液20份、水性环氧树脂乳液70份、纳米凹凸棒土5份、纳米氧化锌1份、聚乙烯醇5份、羟甲基纤维素9份、石蜡8份、颜料30份、二胺扩链剂12份、三羟甲基丙烷3份、季戊四醇2.5份、辛基丁基二苯胺2份、2,6-二叔丁基对甲酚4份、光稳定剂2份、消泡剂3份、苯基缩水甘油醚5份、三乙胺6份、乙烯基三乙氧基硅烷4份、壳聚糖8份、苯甲酸钠5份、丙酮15份、去离子水90份。
其中，水性环氧树脂乳液固含量为55％；
多异氰酸酯的原料按重量份包括：对苯二异氰酸酯15份、邻苯二甲基二异氰酸酯5份；
二胺扩链剂按以下工艺进行制备：
s1、将4-氯-3-硝基三氟甲苯、二溴丁烯二醇、无水碳酸钠和n,n-二甲基甲酰胺混合，升温搅拌，除去n,n-二甲基甲酰胺后重结晶，干燥，得到物料a；
s2、将物料a与活性炭、二硫化钠、六水氯化铁和丙二醇甲醚混合，搅拌，经后处理得到二胺扩链剂。
实施例3
本发明提出的一种高阻燃抗腐蚀水性聚氨酯复合涂料，其原料按重量份包括：聚酯多元醇180份、多异氰酸酯65份、苯丙乳液35份、水性环氧树脂乳液55份、纳米凹凸棒土3.5份、纳米氧化锌2.4份、聚乙烯醇8.2份、羟甲基纤维素6.8份、石蜡5份、颜料20份、二胺扩链剂9份、三羟甲基丙烷2份、季戊四醇1.5份、辛基丁基二苯胺3份、2,6-二叔丁基对甲酚3份、光稳定剂1.5份、消泡剂2.2份、苯基缩水甘油醚3.5份、三乙胺5份、乙烯基三乙氧基硅烷3份、壳聚糖5.5份、苯甲酸钠3.5份、丙酮12份、去离子水60份。
其中，水性环氧树脂乳液固含量为60％；
多异氰酸酯的原料按重量份包括：对苯二异氰酸酯20份、邻苯二甲基二异氰酸酯6份；
二胺扩链剂按以下工艺进行制备：
s1、按重量份将25份4-氯-3-硝基三氟甲苯、12份二溴丁烯二醇、5.5份无水碳酸钠和150份n,n-二甲基甲酰胺混合，升温至95℃搅拌7h，除去n,n-二甲基甲酰胺后重结晶，在75℃温度条件下真空干燥，得到物料a；
s2、按重量份将28份物料a与2.5份活性炭、0.2份二硫化钠、0.5份六水氯化铁和70份丙二醇甲醚混合，在88℃温度条件下搅拌7h，经提纯，在88℃温度条件下真空干燥，过180目筛，得到二胺扩链剂。
实施例4
本发明提出的一种高阻燃抗腐蚀水性聚氨酯复合涂料，其原料按重量份包括：聚酯多元醇165份、多异氰酸酯60份、苯丙乳液25份、水性环氧树脂乳液50份、纳米凹凸棒土3份、纳米氧化锌2份、聚乙烯醇9份、羟甲基纤维素5.5份、石蜡4份、颜料15份、二胺扩链剂7份、三羟甲基丙烷1.5份、季戊四醇1.5份、辛基丁基二苯胺2.5份、2,6-二叔丁基对甲酚3份、光稳定剂1.2份、消泡剂2份、苯基缩水甘油醚3份、三乙胺4.5份、乙烯基三乙氧基硅烷2.4份、壳聚糖4.5份、苯甲酸钠2.5份、丙酮10份、去离子水50份。
其中，水性环氧树脂乳液固含量为65％；
多异氰酸酯的原料按重量份包括：对苯二异氰酸酯15份、邻苯二甲基二异氰酸酯10份；
二胺扩链剂按以下工艺进行制备：
s1、按重量份将20份4-氯-3-硝基三氟甲苯、10份二溴丁烯二醇、4份无水碳酸钠和120份n,n-二甲基甲酰胺混合，升温至90℃搅拌8h，除去n,n-二甲基甲酰胺后重结晶，在70℃温度条件下真空干燥，得到物料a；
s2、按重量份将25份物料a与3份活性炭、0.1份二硫化钠、0.2份六水氯化铁和60份丙二醇甲醚混合，在95℃温度条件下搅拌6h，经提纯、在85℃温度条件下真空干燥、过150目筛，得到二胺扩链剂。
实施例5
本发明提出的一种高阻燃抗腐蚀水性聚氨酯复合涂料，其原料按重量份包括：聚酯多元醇185份、多异氰酸酯75份、苯丙乳液40份、水性环氧树脂乳液65份、纳米凹凸棒土4份、纳米氧化锌3份、聚乙烯醇6.5份、羟甲基纤维素8份、石蜡7份、颜料25份、二胺扩链剂10份、三羟甲基丙烷2.5份、季戊四醇2份、辛基丁基二苯胺3.5份、2,6-二叔丁基对甲酚3.5份、光稳定剂1.8份、消泡剂2.5份、苯基缩水甘油醚4份、三乙胺5份、乙烯基三乙氧基硅烷3.5份、壳聚糖7份、苯甲酸钠4份、丙酮12份、去离子水80份。
其中，水性环氧树脂乳液固含量为62％；
多异氰酸酯的原料按重量份包括：对苯二异氰酸酯30份、邻苯二甲基二异氰酸酯5份；
二胺扩链剂按以下工艺进行制备：
s1、按重量份将30份4-氯-3-硝基三氟甲苯、15份二溴丁烯二醇、8份无水碳酸钠和180份n,n-二甲基甲酰胺混合，升温至100℃搅拌6h，除去n,n-二甲基甲酰胺后重结晶，在80℃温度条件下真空干燥，得到物料a；
s2、按重量份将30份物料a与2份活性炭、0.4份二硫化钠、1份六水氯化铁和80份丙二醇甲醚混合，在80℃温度条件下搅拌8h，经提纯、在90℃温度条件下真空干燥、过200目筛，得到二胺扩链剂。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。