一种丙烯酸-聚苯胺复合改性聚氨酯涂料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及聚氨酯涂料技术领域，尤其涉及一种丙烯酸-聚苯胺复合改性聚氨酯涂料。
【背景技术】
[0002]聚氨酯具有较好的耐磨、耐水、耐溶剂和优异的机械性能，目前在弹性体、泡沫塑料、涂料、黏合剂及生物医用材料等方面获得了广泛应用。聚氨酯涂料通常被应用在皮革涂饰、纺织印染、造纸业、建筑涂料、胶粘剂、铸钢涂料等领域。虽然聚氨酯具有优异的性能，但是其也存在某些局限，例如，其分子链上的亲水性-CH2OH基团易吸水，导致聚氨酯耐水性能下降，在水环境下严重影响聚氨酯涂层的耐腐蚀性和使用寿命，从而限制其应用范围。
【发明内容】
[0003]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种丙烯酸-聚苯胺复合改性聚氨酯涂料，其耐水性和耐腐蚀性好，耐热性和耐候性能优异，同时强度高，与底材的附着力强，并且具有一定的阻燃性，使用寿命长。
[0004]本发明提出的一种丙烯酸-聚苯胺复合改性聚氨酯涂料，其原料按重量份包括以下组分:改性聚氨酯乳液30-80份、水性丙烯酸乳液10-25份、水性聚苯胺乳液15-25份、二苯甲烷二异氰酸酯5-15份、纳米氧化锌3-12份、纳米磷酸锌5-15份、氧化铝3-8份、硅灰石2-10份、氮化硼3-12份、硫酸钡2-10份、三聚磷酸铝5-8份、二乙基次膦酸铝2-5份、氯化钙2-6份、N-甲基吡咯烷酮3-8份、消泡剂0.1-0.5份、分散剂0.5-1份、润湿剂0.1-0.5份、流平剂0.1-
0.5份、丙三醇3-12份、8-羟基喹啉酮2-3.8份、环氧树脂3-8份、硅烷偶联剂2-6份、聚乙烯蜡
1-2.5份、水35-50份。
[0005]优选地，其原料中，改性聚氨酯乳液、水性丙烯酸乳液、水性聚苯胺乳液的重量比为45-55:17-23:18-21。
[0006]优选地，其原料中，纳米氧化锌、纳米磷酸锌、氧化铝、硅灰石、氮化硼、硫酸钡、三聚磷酸铝、二乙基次膦酸铝、氯化钙的重量比为7-11:6.5-10:5-7:5.5-8:6-10:5-9:6-8:3.2_4:4_5.2 ο
[0007]优选地，其原料中，氯化钙、丙三醇的重量比为3-5:7-10。
[0008]优选地，其原料按重量份包括以下组分:改性聚氨酯乳液48-52份、水性丙烯酸乳液20-22份、水性聚苯胺乳液19-21份、二苯甲烷二异氰酸酯8-12份、纳米氧化锌8-10份、纳米磷酸锌8-9份、氧化铝6.2-6.8份、硅灰石7-7.6份、氮化硼7.2_8份、硫酸钡6.5-7.2份、三聚磷酸铝6.3-7份、二乙基次膦酸铝3.5-4份、氯化钙4.3-5份、N-甲基吡咯烷酮4.2-4.9份、消泡剂0.25-0.32份、分散剂0.7-1份、润湿剂0.3-0.35份、流平剂0.28-0.36份、丙三醇8_10份、8-羟基喹啉酮2.6-3.2份、环氧树脂4.2-5份、硅烷偶联剂3.2_4份、聚乙烯蜡1.6_2.1份、水40-46份。
[0009]优选地，其原料按重量份包括以下组分:改性聚氨酯乳液50份、水性丙烯酸乳液21份、水性聚苯胺乳液20份、二苯甲烷二异氰酸酯10份、纳米氧化锌8.6份、纳米磷酸锌8.7份、氧化铝6.5份、硅灰石7.3份、氮化硼7.6份、硫酸钡7份、三聚磷酸铝6.5份、二乙基次膦酸铝3.8份、氯化钙4.7份、N-甲基吡咯烷酮4.8份、消泡剂0.3份、分散剂0.8份、润湿剂0.32份、流平剂0.3份、丙三醇8.6份、8-羟基喹啉酮3份、环氧树脂4.5份、硅烷偶联剂3.6份、聚乙烯蜡2份、水45份。
[0010]优选地，所述改性聚氨酯乳液按照以下工艺进行制备:按重量份将15-25份甲基丙烯酸甲酯和5-12份2-丙烯酸异辛酯混合均匀，然后加入10-20份异佛尔酮二异氰酸酯、15-25份聚氧化丙烯二醇、2-12份聚碳酸亚丙酯二醇、0.5-1份三羟甲基丙烷、2-3份二羟基半酯和1-5份六氢-1，3，5-三(羟乙基)-均三嗪，在65-75°C下进行反应0.8-2.5h，然后加入1_1.5份甲基丙烯酸羟乙酯搅拌反应20-35min，调节体系为中性后加入80-100份质量分数为0.2-
0.5%的α-烯基磺酸钠水溶液，再加入0.2-0.5份引发剂后加入3-5份甲基丙烯酸、0.2-1份
2-丙烯酸异辛酯、2-5份甲基丙烯酸三氟乙酯和2-3.5份硅烷偶联剂ΚΗ-570，搅拌反应2-
3.5h，调节体系的pH为碱性后加入1-2.5份氮丙啶，搅拌反应50-80min得到所述改性聚氨酯乳液。
[0011]优选地，所述改性聚氨酯乳液按照以下工艺进行制备:按重量份将20份甲基丙烯酸甲酯和10份2-丙烯酸异辛酯混合均匀，然后加入16份异佛尔酮二异氰酸酯、20份聚氧化丙烯二醇、10份聚碳酸亚丙酯二醇、0.65份三羟甲基丙烷、2.6份二羟基半酯和3.2份六氢-1，3，5-三(羟乙基)-均三嗪，在70°(:下进行反应211，然后加入1.2份甲基丙烯酸羟乙酯搅拌反应30min，调节体系为中性后加入95份质量分数为0.35%的α-烯基磺酸钠水溶液，再加入
0.35份引发剂后加入4份甲基丙烯酸、0.6份2-丙烯酸异辛酯、3.2份甲基丙烯酸三氟乙酯和3份硅烷偶联剂ΚΗ-570，搅拌反应3.2h，调节体系的pH为碱性后加入2.2份氮丙啶，搅拌反应60min得到所述改性聚氨酯乳液。
[0012]优选地，所述引发剂偶氮二异丁腈、过硫酸铵、过硫酸钠、过氧化苯甲酰中的一种或者多种的混合物。
[0013]本发明所述丙烯酸-聚苯胺复合改性聚氨酯涂料可以按照常规的聚氨酯水性涂料制备工艺制备而成。
[0014]本发明中，选择了水性丙烯酸乳液、水性聚苯胺乳液与改性聚氨酯乳液配合作为成膜物质，三者按照上述比例配合后，相容性好，性能协同，赋予涂料优异的耐腐蚀性的同时改善了涂料的耐候性和耐热性;优选方式中，在改性聚氨酯乳液的制备过程中，选择了异佛尔酮二异氰酸酯、聚氧化丙烯二醇、聚碳酸亚丙酯二醇、三羟甲基丙烷、二羟基半酯和六氢-1，3，5_三(羟乙基)-均三嗪为原料，从而在聚氨酯乳液中引入了聚碳酸亚丙酯二醇，赋予涂料优异的耐磨性、耐候性和一定的阻燃性，引入了六氢-1，3，5_三(羟乙基)-均三嗪提高了体系的交联密度，同时赋予涂料一定的抗菌性，提高了涂料的耐腐蚀性，加入甲基丙烯酸羟乙酯后，其能起到交联的作用，一方面与体系中的异氰酸根反应，一方面与加入的甲基丙烯酸、2-丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸三氟乙酯和硅烷偶联剂KH-570中的双键产生了聚合，得到了丙烯酸酯改性的聚氨酯，与氮丙啶混合后，丙烯酸酯改性的聚氨酯中的羧基易于开环的氮丙啶发生交联反应，得到了改性聚氨酯乳液，将其用作体系的成膜物质，一方面，由于体系中引入了氟原子和硅原子，改善了涂料的耐热性、耐腐蚀性和耐水性，另一方面，因氮丙啶与聚氨酯分子中的羧酸根发生了反应，消除了部分亲水基团，且分子链间产生了交联，形成了致密涂层，封闭了水分散体中的亲水基团，减少了水分子的渗入，增加了电解质的电离难度，同时阻碍了盐雾、氧气等腐蚀介质的侵入，减缓了金属的腐蚀，改善了涂料的耐水性、耐溶剂性和耐腐蚀性，同时提高了涂料的拉伸强度、断裂伸长率和硬度;纳米氧化锌、纳米磷酸锌、氧化铝、硫酸钡、三聚磷酸铝、二乙基次膦酸铝、环氧树脂配合加入体系中，具有协同作用，显著提高了涂料的耐腐蚀性，与硅灰石、氮化硼配合后，进一步改善了涂料的耐腐蚀性，同时提高了涂料的耐热性和耐水性;氯化钙加入体系中与丙三醇具有协同性，显著提高了涂料的抗冻性能。
【具体实施方式】
[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]本发明提出的一种丙烯酸-聚苯胺复合改性聚氨酯涂料，其原料按重量份包括以下组分:改性聚氨酯乳液80份、水性丙烯酸乳液10份、水性聚苯胺乳液25份、二苯甲烷二异氰酸酯5份、纳米氧化锌12份、纳米磷酸锌15份、氧化铝8份、硅灰石2份、氮化硼12份、硫酸钡2份、三聚磷酸铝8份、二乙基次膦酸铝2份、氯化钙6份、N-甲基吡咯烷酮3份、消泡剂0.5份、分散剂0.5份、润湿剂0.5份、流平剂0.1份、丙三醇12份、8-羟基喹啉酮2份、环氧树脂8份、硅烷偶联剂2份、聚乙烯蜡2.5份、水35份。
[0018]实施例2
[0019]本发明提出的一种丙烯酸-聚苯胺复合改性聚氨酯涂料，其原料按重量份包括以下组分:改性聚氨酯乳液30份、水性丙烯酸乳液25份、水性聚苯胺乳液15份、二苯甲烷二异氰酸酯15份、纳米氧化锌3份、纳米磷酸锌5份、氧化铝3份、硅灰石10份、氮化硼3份、硫酸钡10份、三聚磷酸铝5份、二乙基次膦酸铝5份、氯化钙2份、N-甲基吡咯烷酮8份、消泡剂0.1份、分散剂I份、润湿剂0.1份、流平剂0.5份、丙三醇3份、8-羟基喹啉酮3.8份、环氧树脂3份、硅烷偶联剂6份、聚乙烯蜡I份、水50份。
[0020]实施例3
[0021]本发明提出的一种丙烯酸-聚苯胺复合改性聚氨酯涂料，其原料按重量份包括以下组分:改性聚氨酯乳液52份、水性丙烯酸乳液20份、水性聚苯胺乳液21份、二苯甲烷二异氰酸酯8份、纳米氧化锌10份、纳米磷酸锌8份、氧化铝6.8份、硅灰石7份、氮化硼8份、硫酸钡6.5份、三聚磷酸铝6.3份、二乙基次膦酸铝4份、氯化钙4.3份、N-甲基吡咯烷酮4.9份、消泡剂0.25份、分散剂I份、润湿剂0.3份、流平剂0.36份、丙三醇8份、8-羟基喹啉酮3.2份、环氧树脂4.2份、硅烷偶联剂4份、聚乙烯蜡1.6份、水46份；
[0022]其中，所述改性聚氨酯乳液按照以下工艺进行制备:按重量份将25份甲基丙烯酸甲酯和5份2-丙烯酸异辛酯混合均匀，然后加入20份异佛尔酮二异氰酸酯、15份聚氧化丙烯二醇、12份聚碳酸亚丙酯二醇、0.5份三羟甲基丙烷、3份二羟基半酯和I份六氢-1，3，5_三(羟乙基)