CN104893557A - 一种抗紫外线聚氨酯涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗紫外线聚氨酯涂料，首先采用蓖麻油交联预聚体：蓖麻油中的多官能团结构可以赋予聚合物一定的交联，提高聚合物的交联程度，使得分子链间的相互作用力增大，分子链运动受阻，水分子难以进入分子链间使聚合物溶胀，故胶膜吸水率下降；同时蓖麻油是脂肪酸的三甘油酯，其分子中长链非极性脂肪酸链使胶膜具有良好的疏水性，也进一步降低了吸水性；同时蓖麻油中的酯基具有较高的内聚能，可以提高胶膜的拉伸强度；而乙基纤维素具有较好的耐热性、热塑性，与聚氨酯具有很好的相容性，可以提高预聚体的综合性能；然后将聚氨酯预聚体与聚倍半硅氧烷共混改性。

Description

一种抗紫外线聚氨酯涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种涂料，尤其涉及一种抗紫外线聚氨酯涂料及其制备方法。

背景技术

水性聚氨酯乳液具有软硬度可调节、优异的附着力和柔韧性等优点，广泛地应用于涂料、粘合剂及油墨领域，目前较为成熟的阴离子水性聚氨酯的合成方式主要是通过在聚氨酯分子链段上引入亲水基团而内乳化，成膜后具有一定吸湿性，成膜机械性能、耐水性、耐溶剂性较差。通常可采用交联改性和复合改性来提高胶膜的耐水性及机械性能；

为了改善聚氨酯的力学性能、耐水性等性能，同时降低生产成本，本发明以蓖麻油部分代替传统石化产品多元醇，制备一种新型乳液，使其胶膜性能得到了进一步改善，是一种利用可再生资源来制备环保型高性能乳液涂料的有效方法。

发明内容

本发明目的就是提供了一种抗紫外线聚氨酯涂料及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种抗紫外线聚氨酯涂料，其特征在于该涂料是由质量比为1.7-2:1的A组份和B组份组成，所述的A组份是由下述重量份的原料组成的：

乙基纤维素2-3、异佛尔酮二异氰酸酯60-71、聚碳酸酯二醇90-100、聚倍半硅氧烷1.6-3、1，4-丁二醇1.3-2、偶氮二异丁腈0.4-0.9、辛酸亚锡0.1-0.17、氟硼酸0.1-0.13、蓖麻油10-16、苯骈三氮唑0.1-0.3、油酸钾皂1-2、邻苯二甲酸酯3-4、十二烷基硫醇3-5、硬脂酸钙1.4-2；

所述的B组份是由下述重量份的原料组成的：

二甲硫基甲苯二胺2-5、油酸二乙醇酰胺0.1-0.2、柠檬酸三丁酯3-4、烯基丁二酸酯3-4、钛白粉4-5。

一种抗紫外线聚氨酯涂料的制备方法，包括以下步骤：

其中A组份的制备方法包括以下步骤：

（1）将油酸钾皂加入到十二烷基硫醇中，在50-60℃下保温搅拌4-7分钟，加入邻苯二甲酸酯、乙基纤维素，升高温度为80-90℃，保温搅拌30-40分钟，得增塑纤维醇；

（2）将硬脂酸钙加入到4-5倍水中，加入苯骈三氮唑，升高温度为70-80℃，调节PH为8-9，保温搅拌10-20分钟，得抗紫外线溶液；

（3）将聚碳酸酯二醇加热至110-120℃，减压除水1-2h；

（4）将蓖麻油加入到5-10倍重量的异丙醇中，搅拌条件下加入氟硼酸，在60-65℃下保温搅拌1-2小时，加入氨水，调节溶液PH为8-9，得蓖麻油醇；

（5）将蓖麻油醇、增塑纤维醇混合，100-200转/分搅拌1-2小时，得蓖麻油纤维醇；

（6）将蓖麻油纤维醇加入到脱水后的碳酸二甲酯中，加入辛酸亚锡，搅拌条件下加入异佛尔酮二异氰酸酯，通入氮气，加入1，4-丁二醇，在85-90℃下反应1-2小时，得聚氨酯预聚体；

（7）将上述偶氮二异丁腈加入到20-30倍的丙酮中，搅拌均匀，为引发剂溶液；

（8）将上述聚氨酯预聚体与聚倍半硅氧烷混合，80-85℃下滴加上述引发剂溶液，滴加完毕后加入抗紫外线溶液，超声分散20-30分钟，加入剩余各原料，脱水，冷却出料，旋蒸脱去丙酮，即得；

所述的B组份的制备方法包括以下步骤：

将油酸二乙醇酰胺、柠檬酸三丁酯、烯基丁二酸酯混合，在80-90℃下保温搅拌12-20分钟，加入剩余各原料，搅拌均匀，即得。

使用方法：

首先将基层表面的尘土、杂物清理干净，基层必须平整、结实以及干燥，将本发明的A、B组份按照重量份比例混合，搅拌均匀，利用滚刷将混合物均匀涂抹在基层表面。

本发明的优点是：

本发明首先采用蓖麻油交联预聚体：

蓖麻油中的多官能团结构可以赋予聚合物一定的交联，提高聚合物的交联程度，使得分子链间的相互作用力增大，分子链运动受阻，水分子难以进入分子链间使聚合物溶胀，故胶膜吸水率下降；

同时蓖麻油是脂肪酸的三甘油酯，其分子中长链非极性脂肪酸链使胶膜具有良好的疏水性，也进一步降低了吸水性；

同时蓖麻油中的酯基具有较高的内聚能，可以提高胶膜的拉伸强度；

而乙基纤维素具有较好的耐热性、热塑性，与聚氨酯具有很好的相容性，可以提高预聚体的综合性能；

然后将聚氨酯预聚体与聚倍半硅氧烷共混改性：

由于聚倍半硅氧烷是含有Si－O－Si骨架结构的纳米粒子，可以构阻止聚合物内部的有机物在进一步氧化和分解过程中易挥发物的释放，具备很好的热稳定性同时易于官能化，能很好地引入到有机基体中改善聚合物性能，在受氧化的条件下还会生成SiO2包覆在表面，可使材料隔氧、隔热、致使阻燃效果增加；

本发明加入的苯丙三氮唑是优良的紫外线吸收剂，吸收波长290-390纳米，可明显降低涂料因紫外线破坏引起的褪色。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细描述：

实施例1：

一种抗紫外线聚氨酯涂料，其特征在于该涂料是由质量比为1.8:1的A组份和B组份组成，所述的A组份是由下述重量份的原料组成的：

碳酸二甲酯30、乙基纤维素2、异佛尔酮二异氰酸酯60、聚碳酸酯二醇100、聚倍半硅氧烷1.6、1，4-丁二醇1.3、偶氮二异丁腈0.9、辛酸亚锡0.17、氟硼酸0.13、蓖麻油16、苯骈三氮唑0.3、油酸钾皂1、邻苯二甲酸酯4、十二烷基硫醇5、硬脂酸钙1.4；

所述的B组份是由下述重量份的原料组成的：

二甲硫基甲苯二胺5、油酸二乙醇酰胺0.2、柠檬酸三丁酯4、烯基丁二酸酯3、钛白粉4。

一种抗紫外线聚氨酯涂料的制备方法，包括以下步骤：

其中A组份的制备方法包括以下步骤：

（1）将油酸钾皂加入到十二烷基硫醇中，在60℃下保温搅拌7分钟，加入邻苯二甲酸酯、乙基纤维素，升高温度90℃，保温搅拌40分钟，得增塑纤维醇；

（2）将硬脂酸钙加入到5倍水中，加入苯骈三氮唑，升高温度为80℃，调节PH为8，保温搅拌20分钟，得抗紫外线溶液；

（3）将聚碳酸酯二醇加热至120℃，减压除水1h；

（4）将蓖麻油加入到10倍重量的异丙醇中，搅拌条件下加入氟硼酸，在65℃下保温搅拌1小时，加入氨水，调节溶液PH为8，得蓖麻油醇；

（5）将蓖麻油醇、增塑纤维醇混合，200转/分搅拌1小时，得蓖麻油纤维醇；

（6）将蓖麻油纤维醇加入到脱水后的碳酸二甲酯中，加入辛酸亚锡，搅拌条件下加入异佛尔酮二异氰酸酯，通入氮气，加入1，4-丁二醇，在90℃下反应1小时，得聚氨酯预聚体；

（7）将上述偶氮二异丁腈加入到20-30倍的丙酮中，搅拌均匀，为引发剂溶液；

（8）将上述聚氨酯预聚体与聚倍半硅氧烷混合，85℃下滴加上述引发剂溶液，滴加完毕后加入抗紫外线溶液，超声分散30分钟，加入剩余各原料，脱水，冷却出料，旋蒸脱去丙酮，即得；

所述的B组份的制备方法包括以下步骤：

将油酸二乙醇酰胺、柠檬酸三丁酯、烯基丁二酸酯混合，在90℃下保温搅拌12-20分钟，加入剩余各原料，搅拌均匀，即得。

性能测试：

拉伸强度6.3MPa；

撕裂强度22N/mm；

断裂伸长率：580%；

不透水性：0.3MPa、30min：不透水。

Claims (2)

1.一种抗紫外线聚氨酯涂料，其特征在于该涂料是由质量比为1.7-2:1的A组份和B组份组成，所述的A组份是由下述重量份的原料组成的：

乙基纤维素2-3、异佛尔酮二异氰酸酯60-71、聚碳酸酯二醇90-100、聚倍半硅氧烷1.6-3、1，4-丁二醇1.3-2、偶氮二异丁腈0.4-0.9、辛酸亚锡0.1-0.17、氟硼酸0.1-0.13、蓖麻油10-16、苯骈三氮唑0.1-0.3、油酸钾皂1-2、邻苯二甲酸酯3-4、十二烷基硫醇3-5、硬脂酸钙1.4-2；

所述的B组份是由下述重量份的原料组成的：

二甲硫基甲苯二胺2-5、油酸二乙醇酰胺0.1-0.2、柠檬酸三丁酯3-4、烯基丁二酸酯3-4、钛白粉4-5。

2.一种抗紫外线聚氨酯涂料的制备方法，包括以下步骤：

其中A组份的制备方法包括以下步骤：

（1）将油酸钾皂加入到十二烷基硫醇中，在50-60℃下保温搅拌4-7分钟，加入邻苯二甲酸酯、乙基纤维素，升高温度为80-90℃，保温搅拌30-40分钟，得增塑纤维醇；

（2）将硬脂酸钙加入到4-5倍水中，加入苯骈三氮唑，升高温度为70-80℃，调节PH为8-9，保温搅拌10-20分钟，得抗紫外线溶液；

（3）将聚碳酸酯二醇加热至110-120℃，减压除水1-2h；

（4）将蓖麻油加入到5-10倍重量的异丙醇中，搅拌条件下加入氟硼酸，在60-65℃下保温搅拌1-2小时，加入氨水，调节溶液PH为8-9，得蓖麻油醇；

（5）将蓖麻油醇、增塑纤维醇混合，100-200转/分搅拌1-2小时，得蓖麻油纤维醇；

（6）将蓖麻油纤维醇加入到脱水后的碳酸二甲酯中，加入辛酸亚锡，搅拌条件下加入异佛尔酮二异氰酸酯，通入氮气，加入1，4-丁二醇，在85-90℃下反应1-2小时，得聚氨酯预聚体；

（7）将上述偶氮二异丁腈加入到20-30倍的丙酮中，搅拌均匀，为引发剂溶液；

（8）将上述聚氨酯预聚体与聚倍半硅氧烷混合，80-85℃下滴加上述引发剂溶液，滴加完毕后加入抗紫外线溶液，超声分散20-30分钟，加入剩余各原料，脱水，冷却出料，旋蒸脱去丙酮，即得；

所述的B组份的制备方法包括以下步骤：

将油酸二乙醇酰胺、柠檬酸三丁酯、烯基丁二酸酯混合，在80-90℃下保温搅拌12-20分钟，加入剩余各原料，搅拌均匀，即得。