一种高硬度耐水性聚氨酯船舶涂料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种高硬度耐水性聚氨酯船舶涂料。
【背景技术】
[0002]船舶涂料是用于船舶及海洋工程结构物各部位，满足防止海水、海洋大气腐蚀和海洋生物附着及其他特殊要求的涂料的统称。用于船舶的涂料要求具有良好的附着力、较好的耐水性、耐化学品性和耐磨性；能在海洋等苛刻的条件下使用，并具有长效的防锈寿命，在海洋环境中使用可达10年或者15年以上。但是现有的船舶涂料，其硬度不是很理想，在船舶航行的过程中，容易被划伤，而失去其性能，另外其耐水性不是很好，缩短了船舶涂料的使用寿命。
【发明内容】
[0003]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种高硬度耐水性聚氨酯船舶涂料，其硬度高，耐刮伤性好，耐水性能优异。
[0004]本发明提出的一种高硬度耐水性聚氨酯船舶涂料，其原料按重量份包括以下组分:改性水性聚氨酯乳液50-60份、聚四氟乙烯15-20份、端羟基聚丁二烯液体橡胶3-9份、4，4’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯1-5份、高岭土 4-10份、氮化硅3-9份、二甘醇5_15份、丙二醇5-10份、二丙酮醇10-15份、3-氨基丙基三乙氧基硅烷3-10份、乙二醇丁醚4_8份、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯2-10份、2- 丁基-2-乙基-1，3-丙二醇1-10份、去离子水10-20份、助剂2-8份。
[0005]优选地，其原料按重量份包括以下组分:改性水性聚氨酯乳液53-57份、聚四氟乙烯17-20份、端羟基聚丁二烯液体橡胶5-8份、4，4’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯3-4.5份、高岭土 5-9份、氮化硅6-8份、二甘醇7-10份、丙二醇6-9份、二丙酮醇12-15份、3-氨基丙基三乙氧基硅烷5-8份、乙二醇丁醚5-7份、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯7_8份、
2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇2-8份、去离子水12-18份、助剂5-6.5份。
[0006]优选地，其原料按重量份包括以下组分:改性水性聚氨酯乳液55份、聚四氟乙烯18份、端羟基聚丁二烯液体橡胶6份、4，4’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯3.8份、高岭土 7份、氮化硅6.6份、二甘醇7.8份、丙二醇8.3份、二丙酮醇14份、3-氨基丙基三乙氧基硅烷
6.3份、乙二醇丁醚6.4份、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯7.2份、2- 丁基-2-乙基-1，3-丙二醇4.5份、去离子水15份、助剂6份。
[0007]优选地，所述改性水性聚氨酯乳液按照以下工艺进行制备:将聚氧化丙烯二醇、甲苯二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡混合均匀，然后升温至86-100°C，搅拌反应1.2-2.5h，然后加入N-甲基吡咯烷酮、二羟甲基丙酸和环氧树脂，搅拌反应4-5h，然后降温至30°C以下，加入二乙胺和去离子水搅拌均匀得到改性水性聚氨酯乳液。
[0008]优选地，所述改性水性聚氨酯乳液按照以下工艺进行制备:按重量份将30-45份聚氧化丙烯二醇、50-70份甲苯二异氰酸酯和1-2.5份二月桂酸二丁基锡混合均匀，然后升温至90-96°C，搅拌反应1.6-2h，然后加入8-15份N-甲基吡咯烷酮、7_10份二羟甲基丙酸和8-12份环氧树脂，搅拌反应4.2-4.7h，然后降温至30°C以下，加入3-10份二乙胺和30-50份去离子水搅拌均匀得到改性水性聚氨酯乳液。
[0009]优选地，所述改性水性聚氨酯乳液按照以下工艺进行制备:按重量份将40份聚氧化丙烯二醇、56份甲苯二异氰酸酯和1.5份二月桂酸二丁基锡混合均匀，然后升温至94°C，搅拌反应1.8h，然后加入10份N-甲基吡咯烷酮、8份二羟甲基丙酸和10份环氧树脂，搅拌反应4.6h，然后降温至30°C以下，加入6份二乙胺和38份去离子水搅拌均匀得到改性水性聚氨酯乳液。
[0010]优选地，所述助剂为消泡剂、流平剂、增稠剂、分散剂、缓蚀剂中的一种或者多种的组合。
[0011]优选地，所述助剂为消泡剂、流平剂、增稠剂、分散剂、缓蚀剂组合；且消泡剂、流平剂、增稠剂、分散剂、缓蚀剂的重量比为3-5:1-3:1-4:2-3:3-5。
[0012]本发明所述高硬度耐水性聚氨酯船舶涂料，可以按照常规的涂料制备工艺，将各原料搅拌均匀得到。
[0013]本发明中，选择了改性水性聚氨酯乳液作为成膜物质，改善了聚氨酯的性质，在优选方式中，利用环氧树脂对聚氨酯进行了改性，通过控制改性的工艺参数，使得到的改性水性聚氨酯乳液同时具有聚氨酯和环氧树脂的性质，增加了涂膜的交联密度，提高了涂膜的硬度，降低了涂膜的吸水率，改善了涂膜的耐水性，通过控制-NCO/-OH的比值，避免了乳液黏度过大造成的涂膜稳定性差的缺陷，在改性水性聚氨酯的过程中，选择的甲苯二异氰酸酯，将刚性的苯环引入体系中，进一步提高了涂膜的硬度和强度，改善了涂膜的耐划伤性；加入的聚四氟乙烯与高岭土、氮化硅配合，进一步提高了涂膜的硬度和强度；端羟基聚丁二烯液体橡胶加入到体系中，与3-氨基丙基三乙氧基硅烷相互配合，提高了体系中各物质的相容性，同时能改善涂膜的耐热性，提高涂膜的耐老化性；2_ 丁基-2-乙基-1，3-丙二醇加入到体系中，与二甘醇、丙二醇、二丙酮醇、乙二醇丁醚、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯相互配合，缩短了涂膜的固化时间，降低了涂膜的玻璃化转变温度，提高了涂膜的热稳定性、交联密度、耐水性和硬度，得到的涂膜表面成膜性好，光滑无裂痕，另外因为2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇具有较长的脂肪链，增加了体系的疏水性，提高了体系的耐水性，延长了涂料的使用寿命。
【具体实施方式】
[0014]在具体实施例中，本发明提出的一种高硬度耐水性聚氨酯船舶涂料，其原料中，改性水性聚氨酯乳液的重量份可以为50、52、53、54、56、56.8、58、59、59.3,60份；聚四氟乙烯的重量份可以为15、16、17、18、18.6、19、19.3,20份；端羟基聚丁二烯液体橡胶的重量份可以为 3,3.4,3.8、4、4.5、5、5.6、6、6.3、7、7.4、8、8.6、9 份；4，4’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯的重量份可以为 1、1.2,1.5,1.85,2,2.3,2.6,2.85,3,3.4,3.8、4、4.6、5 份；高岭土的重量份可以为 4、5、6、6.3、7、7.4、8、8.6、9、9.3、10 份;氮化硅的重量份可以为 3,3.4,3.8、4、4.5、6,6.8、8、8.6、9 份；二甘醇的重量份可以为 5、6、7、7.5、8、8.6、9、9.3,10,10.6、11、11.3、12,12.4,14,14.6、15 份;丙二醇的重量份可以为 5、6、7、7.5、8、8.6、9、9.4、10 份;二丙酮醇的重量份可以为10、12、13、13.4、14、14.6、15份；3_氨基丙基三乙氧基硅烷的重量份可以为 3、3.8、4、4.5、6、6.7、7、7.6、8、8.6、9、9.5、10 份；乙二醇丁醚的重量份可以为 4、4.6、5、5.7、7、7.3、8份；2，2，4-三甲基-1, 3-戊二醇单异丁酸酯的重量份可以为2,2.3、3、3.4、4、4.6、5、5.3、6、6.8、8、8.6、9、9.7、10 份；2_ 丁基-2-乙基 _1，3-丙二醇的重量份可以为 1、
1.6、2、2.3、3、3.5、4、4.6、5、5.6、6、6.3、7、7.5、8、8.6、9、9.4、10 份；去离子水的重量份可以为 10、12、13、15、15.6,16,16.3,17,17.4,18,18.6,19,19.4、20 份；助剂的重量份可以为
2、2.3、2.8、3、3.4、3.8、4、4.5、5、5.6、6、6.3、7、7.4、8 份。
[0015]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0016]实施例1
[0017]本发明提出的一种高硬度耐水性聚氨酯船舶涂料，其原料按重量份包括以下组分:改性水性聚氨酯乳液50份、聚四氟乙烯20份、端羟基聚丁二烯液体橡胶3份、4，4’_ 二苯基甲烷二异氰酸酯5份、高岭土 4份、氮化硅3份、二甘醇15份、丙二醇5份、二丙酮醇15份、3-氨基丙基三乙氧基硅烷3份、乙二醇丁醚8份、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯2份、2- 丁基-2-乙基-1，3-丙二醇10份、去离子水10份、流平剂8份；
[0018]其中，所述改性水性聚氨酯乳液按照以下工艺进行制备:按重量份将30份聚氧化丙烯二醇、70份甲苯二异氰酸酯和I份二月桂酸二丁基锡混合均匀，然后升温至100°C，搅拌反应1.2h，然后加入15份N-甲基吡咯烷酮、7份二羟甲基丙酸和12份环氧树脂，搅拌反应4h，然后降温至30°C以下，加入10份二乙胺和30份去离子水搅拌均匀得到改性水性聚氨酯乳液。
[0019]实施例2
[0020]本发明提出的一种高硬度耐水性聚氨酯船舶涂料，其原料按重量份包括以下组分:改性水性聚氨酯乳液60份、聚四氟乙烯15份、端羟基聚丁二烯液体橡胶9份、4，4’_ 二苯基甲烷二异氰酸酯I份、高岭土 10份、氮化硅9份、二甘醇