一种抗拉、耐紫外线的树脂涂料及其制备方法和应用与流程

本发明属于涂料，特别涉及一种抗拉、耐紫外线的树脂涂料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、现有技术中的聚合物水泥防水涂料较多，且具备一定的防水性、力学抗拉性，对酸碱也存在一定的耐腐蚀作用，但现有技术中的聚合物水泥防水涂料耐紫外老化性能较差，容易出现粉化或黄变，特别是经过紫外线老化后，涂料形成的涂层的抗拉性能较差。

2、另外，随着应用领域的扩大和应用要求的提高，对聚合物水泥防水涂料的防水性能有进一步的提高，传统的聚合物水泥防水涂料在常温水中具有较好的耐水性，但在高温热水中容易出现涂层脱落或起泡现象。因此，有必要进一步提高涂料的耐高温水性能。

3、因此，亟需提供一种新的涂料，该涂料同时具备良好的耐紫外和抗拉强度，且进一步的，还具有良好的耐高温水性能。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种抗拉、耐紫外线的树脂涂料及其制备方法和应用，本发明所述树脂涂料能同时满足耐紫外线和抗拉强度。进一步的，本发明所述树脂涂料也具备良好的耐高温水性能。

2、本发明的发明构思为：本发明所述树脂涂料中，水性羟基丙烯酸树脂为主要成膜物质，在成膜时，异氰酸酯固化剂与水性羟基丙烯酸树脂和二羟基聚二甲基硅氧烷反应，使得二羟基聚二甲基硅氧烷的甲基硅氧烷结构能引入到涂料涂层中可形成网状结构，再配合特定用量的水、水泥和改性填料形成最终的涂料。所述改性填料（纳米硅酸钙、纳米二氧化钛、玻璃纤维、六方氮化硼作为填料）是将纳米硅酸钙、纳米二氧化钛、玻璃纤维、六方氮化硼、十二烷基苯磺酸钠、溶剂混合，然后加入聚乙二醇超声分散，制得所述改性填料。改性填料中的玻璃纤维具有一维结构特点，六方氮化硼具有二维结构特点，配合纳米硅酸钙、纳米二氧化钛形成“点-线-面”空间网状结构（即很好地解决了玻璃纤维和六方氮化硼与纳米硅酸钙、纳米二氧化钛分散均匀性和稳定性问题），且该“点-线-面”空间网状结构配合上述甲基硅氧烷结构形成的网状结构，显著提升涂层的抗拉性能，对提高涂层的耐紫外性能也具有作用。

3、通过对填料的改性，纳米硅酸钙、纳米二氧化钛不仅可均匀稳定分散，而且还使得所述改性填料可在树脂涂料体系中均匀分散，使得树脂涂料经过固化形成的涂层中不仅具备均匀的空间网状结构，且改性填料和水泥也均匀分布于空间网状结构中，从而使得树脂涂料同时具备良好的力学拉伸性能和抗紫外性能。纳米硅酸钙的加入有助于水泥在所述树脂涂料中与改性填料更好的相容分散，对提高树脂涂料的整体性能的均一性具有良好促进作用。

4、本发明所述树脂涂料形成的涂层在紫外线加速耐老化实验中，2个月不变色，不粉化；涂层的拉伸强度不低于4.5mpa，且涂层经过紫外线处理后，依然保持良好的抗拉性能。

5、本发明的第一方面提供一种抗拉、耐紫外线的树脂涂料。

6、具体的，一种抗拉、耐紫外线的树脂涂料，包括a组分、b组分和c组分；

7、按重量份数计，所述a组分包括：水性羟基丙烯酸树脂50-70份、二羟基聚二甲基硅氧烷10-20份、水80-140份和改性填料15-50份；

8、所述b组分包括：异氰酸酯固化剂；

9、所述c组分包括：水泥；

10、所述a组分、b组分和c组分的重量比为100：（3-10）：（30-60）；

11、所述改性填料的制备过程为：将纳米硅酸钙、纳米二氧化钛、玻璃纤维、六方氮化硼、十二烷基苯磺酸钠、溶剂混合，然后加入聚乙二醇超声分散，制得所述改性填料。

12、优选的，所述改性填料的制备过程为：将纳米硅酸钙、纳米二氧化钛、玻璃纤维、六方氮化硼、十二烷基苯磺酸钠、溶剂混合，然后加入聚乙二醇超声分散，制得所述改性填料；所述纳米硅酸钙、纳米二氧化钛、玻璃纤维、六方氮化硼、十二烷基苯磺酸钠、溶剂的重量比为（0.1-3）：1：（0.1-1.2）：（0.1-0.8）：（0.5-5）：（10-50）。

13、优选的，所述纳米硅酸钙、纳米二氧化钛、玻璃纤维、六方氮化硼、十二烷基苯磺酸钠、溶剂的重量比为（0.5-1.5）：1：（0.4-1.0）：（0.3-0.6）：（1.5-4）：（20-40）。

14、优选的，所述聚乙二醇与纳米二氧化钛的重量比为（0.6-2）：1，优选（0.9-1.5）：1。

15、优选的，所述溶剂为水或水与乙醇的混合物；进一步优选的，所述水与乙醇的混合物中，水与乙醇的体积比为1：（0.5-1）。

16、优选的，所述改性填料的制备过程为：将纳米硅酸钙、纳米二氧化钛、玻璃纤维、六方氮化硼、十二烷基苯磺酸钠、水与乙醇的混合物混合，然后加入聚乙二醇超声分散，制得所述改性填料；所述纳米硅酸钙、纳米二氧化钛、玻璃纤维、六方氮化硼、十二烷基苯磺酸钠、溶剂的重量比为（0.5-1.5）：1：（0.4-1.0）：（0.3-0.6）：（1.5-4）：（20-40）；所述聚乙二醇与纳米二氧化钛的重量比为（0.6-2）：1。

17、优选的，所述玻璃纤维的直径为10-20μm，长度为1-5mm；进一步优选的，所述玻璃纤维的直径为12-15μm，长度为1-4mm。

18、优选的，所述异氰酸酯固化剂选自甲苯二异氰酸酯、二异己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。

19、优选的，所述水泥为硅酸盐水泥。

20、优选的，所述树脂涂料还包括改性丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物，制备改性丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物的过程为：将丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物与纳米二氧化硅、羟乙基纤维素、乙醇水溶液和硅烷偶联剂，搅拌分散，制得所述改性丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物。所述改性丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物呈一种乳液状，将所述改性丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物加入到树脂涂料中，有助于提高涂料体系的稳定性和涂层抗拉伸性能。

21、优选的，制备改性丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物的过程为：将丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物与纳米二氧化硅、羟乙基纤维素、乙醇水溶液和硅烷偶联剂，搅拌分散，所述丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物与纳米二氧化硅、羟乙基纤维素、乙醇水溶液和硅烷偶联剂的重量比为10：（0.5-2）：（0.5-1）：（30-60）：（1.5-5），制得所述改性丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物。

22、优选的，所述硅烷偶联剂为kh550（3-氨丙基三乙氧基硅烷）或kh560（γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷）。

23、优选的，一种抗拉、耐紫外线的树脂涂料，包括a组分、b组分和c组分；

24、按重量份数计，所述a组分包括：水性羟基丙烯酸树脂50-70份、二羟基聚二甲基硅氧烷10-20份、水80-140份和改性填料15-50份、改性丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物5-20份；

25、所述b组分包括：异氰酸酯固化剂；

26、所述c组分包括：水泥；

27、所述a组分、b组分和c组分的重量比为100：（4-10）：（35-55）。

28、优选的，所述树脂涂料还包括助剂，所述助剂包括消泡剂、分散剂、成膜助剂中的至少一种。

29、优选的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷或乙二醇硅氧烷。

30、优选的，所述分散剂为聚丙烯酸铵盐。

31、优选的，所述成膜助剂为二丙二醇甲醚。

32、优选的，一种抗拉、耐紫外线的树脂涂料，按重量份数计，所述a组分包括：水性羟基丙烯酸树脂50-70份、二羟基聚二甲基硅氧烷10-20份、水80-140份和改性填料15-50份、改性丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物5-20份、助剂3-15份。

33、本发明的第二方面提供一种抗拉、耐紫外线的树脂涂料的制备方法。

34、具体的，一种抗拉、耐紫外线的树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：

35、（1）将水性羟基丙烯酸树脂、二羟基聚二甲基硅氧烷、水和改性填料搅拌混合，制得所述a组分；

36、（2）所述b组分包括异氰酸酯固化剂，所述c组分包括水泥，所述a组分、b组分和c组分共同构成所述树脂涂料。

37、优选的，步骤（1）中，在加入水的同时，还加入助剂。

38、优选的，步骤（1）中，在加入改性填料时，还加入改性丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物。

39、优选的，步骤（1）中，所述搅拌混合的搅拌速度为800-1200转/分钟，搅拌的时间为1-3小时。

40、所述树脂涂料在使用时，按照比例混合a组分、b组分和c组分即可。

41、本发明的第三方面提供一种抗拉、耐紫外线的树脂涂料的应用。

42、上述抗拉、耐紫外线的树脂涂料在建筑领域中的应用。

43、优选的，所述建筑领域包括室外建筑。

44、相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

45、（1）本发明所述树脂涂料中，水性羟基丙烯酸树脂为主要成膜物质，在成膜时，异氰酸酯固化剂与水性羟基丙烯酸树脂和二羟基聚二甲基硅氧烷反应，使得二羟基聚二甲基硅氧烷的甲基硅氧烷结构能引入到涂料涂层中可形成网状结构，再配合特定用量的水、水泥和改性填料形成最终的涂料。所述改性填料是将纳米硅酸钙、纳米二氧化钛、玻璃纤维、六方氮化硼、十二烷基苯磺酸钠、溶剂混合，然后加入聚乙二醇超声分散，制得所述改性填料。改性填料中的玻璃纤维具有一维结构特点，六方氮化硼具有二维结构特点，配合纳米硅酸钙、纳米二氧化钛形成“点-线-面”空间网状结构（即很好地解决了玻璃纤维和六方氮化硼与纳米硅酸钙、纳米二氧化钛分散均匀性和稳定性问题），且该“点-线-面”空间网状结构配合上述甲基硅氧烷结构形成的网状结构，显著提升涂层的抗拉性能。

46、通过对填料的改性，纳米硅酸钙、纳米二氧化钛不仅可均匀稳定分散，而且还使得所述改性填料可在树脂涂料体系中均匀分散，使得树脂涂料经过固化形成的涂层中不仅具备均匀的空间网状结构，且改性填料和水泥也均匀分布于空间网状结构中，从而使得树脂涂料同时具备良好的力学拉伸性能和抗紫外性能。纳米硅酸钙的加入有助于水泥在所述树脂涂料中与改性填料更好的相容分散，对提高树脂涂料的整体性能的均一性具有良好促进作用。

47、本发明所述树脂涂料形成的涂层在紫外线加速耐老化实验中，2个月不变色，不粉化；涂层的拉伸强度不低于4.5mpa，且涂层经过紫外线处理后，依然保持良好的抗拉性能。

48、（2）所述树脂涂料还包括改性丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物，采用二氧化硅、羟乙基纤维素和硅烷偶联剂对丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物进行改性，改善二氧化硅与有机物之间的相容性的同时，还使得改性丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物与树脂涂料中其他组分的相容性得到改善，有助于提高涂料体系的稳定性和涂层抗拉伸性能。