CN107325702A - 一种单组份高防腐水性聚氨酯涂料及其制备方法 - Google Patents

一种单组份高防腐水性聚氨酯涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种单组份高防腐水性聚氨酯涂料及其制备方法，属于涂料技术领域，包括以下重量份的组份：高羟值水性聚氨酯30‑50份、低温解封型水性聚氨酯30‑50份、聚苯胺粉末20‑40份、石墨烯50‑80份、聚四氟乙烯纳米粉10‑20份、水性二氧化硅分散液10‑20份、水性分散剂1‑2份、水性消泡剂1‑2份、水性润湿剂1‑2份、水性流平剂1‑2份、水性悬浮剂0.5‑2份、水性增稠剂2‑3份。本发明制备的单组份水性聚氨酯防腐涂料综合性能优异，耐盐雾可达4500小时以上，硬度可达4H。

Description

一种单组份高防腐水性聚氨酯涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种单组份高防腐水性聚氨酯涂料及其制备方法。
背景技术
防腐涂料指涂布于物体表面在一定的条件下能形成薄膜而起保护、装潢或其他特殊功能(绝缘、防锈、防霉、耐热等)的一类液体或固体材料。防腐涂料是近年来研究的热点，包括海洋防腐工程、集装箱防腐、铁路机械防腐等等。
目前使用的防腐涂料依然是溶剂型，虽然性能优异，但是环保性能差，在使用过程中对施工人员健康会造成重大伤害，同时带来严重的对环境污染。水性防腐涂料是研究的热点之一，目前以双组份为多。但是双组份施工便捷性差，并且使用开放期短，可能会造成很大的能源浪费。目前单组份水性防腐涂料尚存防腐效果不佳、耐盐雾时间短、力学性能差等问题。
发明内容
本发明提出一种单组份高防腐水性聚氨酯涂料及其制备方法，解决现有的单组份水性防腐涂料防腐效果不佳、耐盐雾时间短、力学性能差的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：
一种单组份高防腐水性聚氨酯涂料，包括以下重量份的组份：高羟值水性聚氨酯30-50份、低温解封型水性聚氨酯30-50份、聚苯胺粉末20-40份、石墨烯50-80份、聚四氟乙烯纳米粉10-20份、水性二氧化硅分散液10-20份、水性分散剂1-2份、水性消泡剂1-2份、水性润湿剂1-2份、水性流平剂1-2份、水性悬浮剂0.5-2份、水性增稠剂2-3份。
其中，优选地，所述高羟值水性聚氨酯为羟基封端的阴离子型水性聚氨酯乳液，羟值100-360mgKOH/g。
其中，优选地，所述低温解封型水性聚氨酯为亚硫酸氢钠封闭的阴离子水性聚氨酯。
其中，优选地，所述聚苯胺粉末是平均粒径为3.2um的绿色导电粉末。
其中，优选地，所述石墨烯为还原石墨烯。
其中，优选地，所述聚四氟乙烯纳米粉的平均粒径可以为100-800nm。
其中，优选地，所述水性二氧化硅分散液为平均粒径为20nm的水分散体。
其中，优选地，所述水性分散剂为聚丙烯酸钠，所述水性消泡剂为聚丙烯聚氧乙烯甘油醚，所述水性润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物或聚山梨酯60。
其中，优选地，所述水性流平剂为聚醚改性有机硅；所述水性悬浮剂为水性膨润土-增稠流变剂；所述水性增稠剂为羟甲基纤维素或黄原胶。
一种单组份高防腐水性聚氨酯涂料制备方法，包括以下步骤：
(1)将水性二氧化硅分散液、水性分散剂、水性消泡剂、水性悬浮剂加入到高羟值水性聚氨酯和低温解封型水性聚氨酯中，分散均匀；
(2)加入聚苯胺粉末、石墨烯、聚四氟乙烯纳米粉，球磨分散；
(3)加入水性润湿剂、水性流平剂和水性增稠剂，低速分散均匀后真空脱泡得到单组份高防腐水性聚氨酯涂料。
本发明的有益效果：
1.本发明将石墨烯和聚苯胺粉末引入防腐体系，可以有效的提高水性聚氨酯的防腐蚀性能。
2.本发明同时引入聚四氟乙烯纳米粉，可以有效地提高水性聚氨酯的耐候性，耐化学品性。
3.本发明引入水性二氧化硅分散液，可以提高体系的稳定性，并赋予水性聚氨酯高硬度和抗划伤性。
4.本发明制备的单组份水性聚氨酯防腐涂料综合性能优异，耐盐雾可达4500小时以上，硬度可达4H。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例中，所述低温解封型水性聚氨酯为亚硫酸氢钠封闭的阴离子水性聚氨酯，所述聚苯胺粉末是平均粒径为3.2um的绿色导电粉末，所述石墨烯为还原石墨烯，所述水性二氧化硅分散液为平均粒径为20nm的水分散体。
实施例1
本实施例提供一种单组份高防腐水性聚氨酯涂料，包括以下重量份的组份：高羟值水性聚氨酯40份、低温解封型水性聚氨酯40份、聚苯胺粉末30份、石墨烯65份、聚四氟乙烯纳米粉15份、水性二氧化硅分散液15份、聚丙烯酸钠1.5份、聚丙烯聚氧乙烯甘油醚1.5份、聚山梨酯60 1.5份、聚醚改性有机硅1.5份、水性膨润土-增稠流变剂1.5份、黄原胶2.5份。
其中，所述高羟值水性聚氨酯为羟基封端的阴离子型水性聚氨酯乳液，羟值180mgKOH/g。
其中，所述聚四氟乙烯纳米粉的平均粒径可以为500nm。
本实施例单组份高防腐水性聚氨酯涂料制备方法，包括以下步骤：
(1)将水性二氧化硅分散液、聚丙烯酸钠、聚丙烯聚氧乙烯甘油醚、水性膨润土-增稠流变剂加入到高羟值水性聚氨酯和低温解封型水性聚氨酯中，分散均匀；
(2)加入聚苯胺粉末、石墨烯、聚四氟乙烯纳米粉，球磨分散；
(3)加入聚山梨酯60、聚醚改性有机硅和黄原胶，低速分散均匀后真空脱泡得到单组份高防腐水性聚氨酯涂料。
实施例2
本实施例提供一种单组份高防腐水性聚氨酯涂料，包括以下重量份的组份：高羟值水性聚氨酯30份、低温解封型水性聚氨酯50份、聚苯胺粉末20份、石墨烯80份、聚四氟乙烯纳米粉10份、水性二氧化硅分散液20份、聚丙烯酸钠1份、聚丙烯聚氧乙烯甘油醚2份、聚醚硅氧烷共聚物1份、聚醚改性有机硅2份、水性膨润土-增稠流变剂0.5份、羟甲基纤维素3份。
其中，所述高羟值水性聚氨酯为羟基封端的阴离子型水性聚氨酯乳液，羟值100mgKOH/g。
其中，所述聚四氟乙烯纳米粉的平均粒径可以为800nm。
本实施例单组份高防腐水性聚氨酯涂料制备方法，包括以下步骤：
(1)将水性二氧化硅分散液、聚丙烯酸钠、聚丙烯聚氧乙烯甘油醚、水性膨润土-增稠流变剂加入到高羟值水性聚氨酯和低温解封型水性聚氨酯中，分散均匀；
(2)加入聚苯胺粉末、石墨烯、聚四氟乙烯纳米粉，球磨分散；
(3)加入聚醚硅氧烷共聚物、聚醚改性有机硅和羟甲基纤维素，低速分散均匀后真空脱泡得到单组份高防腐水性聚氨酯涂料。
实施例3
本实施例提供一种单组份高防腐水性聚氨酯涂料，包括以下重量份的组份：高羟值水性聚氨酯50份、低温解封型水性聚氨酯30份、聚苯胺粉末40份、石墨烯50份、聚四氟乙烯纳米粉20份、水性二氧化硅分散液10份、聚丙烯酸钠2份、聚丙烯聚氧乙烯甘油醚1份、聚醚硅氧烷共聚物2份、聚醚改性有机硅1份、水性膨润土-增稠流变剂2份、黄原胶2份。
其中，所述高羟值水性聚氨酯为羟基封端的阴离子型水性聚氨酯乳液，羟值360mgKOH/g。
其中，所述聚四氟乙烯纳米粉的平均粒径可以为100nm。
本实施例单组份高防腐水性聚氨酯涂料制备方法，包括以下步骤：
(1)将水性二氧化硅分散液、聚丙烯酸钠、聚丙烯聚氧乙烯甘油醚、水性膨润土-增稠流变剂加入到高羟值水性聚氨酯和低温解封型水性聚氨酯中，分散均匀；
(2)加入聚苯胺粉末、石墨烯、聚四氟乙烯纳米粉，球磨分散；
(3)加入聚醚硅氧烷共聚物、聚醚改性有机硅和黄原胶，低速分散均匀后真空脱泡得到单组份高防腐水性聚氨酯涂料。
实施例4
本实施例提供一种单组份高防腐水性聚氨酯涂料，包括以下重量份的组份：高羟值水性聚氨酯35份、低温解封型水性聚氨酯45份、聚苯胺粉末25份、石墨烯60份、聚四氟乙烯纳米粉18份、水性二氧化硅分散液12份、聚丙烯酸钠1.5份、聚丙烯聚氧乙烯甘油醚1.5份、聚山梨酯60 1.5份、聚醚改性有机硅1.5份、水性膨润土-增稠流变剂1.0份、黄原胶2.5份。
其中，所述高羟值水性聚氨酯为羟基封端的阴离子型水性聚氨酯乳液，羟值200mgKOH/g。
其中，所述聚四氟乙烯纳米粉的平均粒径可以为400m。
本实施例单组份高防腐水性聚氨酯涂料制备方法，包括以下步骤：
(1)将水性二氧化硅分散液、聚丙烯酸钠、聚丙烯聚氧乙烯甘油醚、水性膨润土-增稠流变剂加入到高羟值水性聚氨酯和低温解封型水性聚氨酯中，分散均匀；
(2)加入聚苯胺粉末、石墨烯、聚四氟乙烯纳米粉，球磨分散；
(3)加入聚山梨酯60、聚醚改性有机硅和黄原胶，低速分散均匀后真空脱泡得到单组份高防腐水性聚氨酯涂料。
实施例5
本实施例提供一种单组份高防腐水性聚氨酯涂料，包括以下重量份的组份：高羟值水性聚氨酯45份、低温解封型水性聚氨酯35份、聚苯胺粉末35份、石墨烯70份、聚四氟乙烯纳米粉12份、水性二氧化硅分散液18份、聚丙烯酸钠1.5份、聚丙烯聚氧乙烯甘油醚1.5份、聚山梨酯60 1.5份、聚醚改性有机硅1.5份、水性膨润土-增稠流变剂1.5份、黄原胶2.5份。
其中，所述高羟值水性聚氨酯为羟基封端的阴离子型水性聚氨酯乳液，羟值300mgKOH/g。
其中，所述聚四氟乙烯纳米粉的平均粒径可以为600nm。
本实施例单组份高防腐水性聚氨酯涂料制备方法，包括以下步骤：
(1)将水性二氧化硅分散液、聚丙烯酸钠、聚丙烯聚氧乙烯甘油醚、水性膨润土-增稠流变剂加入到高羟值水性聚氨酯和低温解封型水性聚氨酯中，分散均匀；
(2)加入聚苯胺粉末、石墨烯、聚四氟乙烯纳米粉，球磨分散；
(3)加入聚山梨酯60、聚醚改性有机硅和黄原胶，低速分散均匀后真空脱泡得到单组份高防腐水性聚氨酯涂料。
性能测试：
对实施例1～5制得的单组份高防腐水性聚氨酯涂料进行性能测试，结果如下：
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单组份高防腐水性聚氨酯涂料，其特征在于包括以下重量份的组份：高羟值水性聚氨酯30-50份、低温解封型水性聚氨酯30-50份、聚苯胺粉末20-40份、石墨烯50-80份、聚四氟乙烯纳米粉10-20份、水性二氧化硅分散液10-20份、水性分散剂1-2份、水性消泡剂1-2份、水性润湿剂1-2份、水性流平剂1-2份、水性悬浮剂0.5-2份、水性增稠剂2-3份。
2.根据权利要求1所述的一种单组份高防腐水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述高羟值水性聚氨酯为羟基封端的阴离子型水性聚氨酯乳液，羟值100-360mgKOH/g。
3.根据权利要求1所述的一种单组份高防腐水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述低温解封型水性聚氨酯为亚硫酸氢钠封闭的阴离子水性聚氨酯。
4.根据权利要求1所述的一种单组份高防腐水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述聚苯胺粉末是平均粒径为3.2um的绿色导电粉末。
5.根据权利要求1所述的一种单组份高防腐水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述石墨烯为还原石墨烯。
6.根据权利要求1所述的一种单组份高防腐水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述聚四氟乙烯纳米粉的平均粒径可以为100-800nm。
7.根据权利要求1所述的一种单组份高防腐水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述水性二氧化硅分散液为平均粒径为20nm的水分散体。
8.根据权利要求1所述的一种单组份高防腐水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述水性分散剂为聚丙烯酸钠，所述水性消泡剂为聚丙烯聚氧乙烯甘油醚，所述水性润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物或聚山梨酯60。
9.根据权利要求1所述的一种单组份高防腐水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述水性流平剂为聚醚改性有机硅；所述水性悬浮剂为水性膨润土-增稠流变剂；所述水性增稠剂为羟甲基纤维素或黄原胶。
10.一种权利要求1所述的单组份高防腐水性聚氨酯涂料制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将水性二氧化硅分散液、水性分散剂、水性消泡剂、水性悬浮剂加入到高羟值水性聚氨酯和低温解封型水性聚氨酯中，分散均匀；
(2)加入聚苯胺粉末、石墨烯、聚四氟乙烯纳米粉，球磨分散；
(3)加入水性润湿剂、水性流平剂和水性增稠剂，低速分散均匀后真空脱泡得到单组份高防腐水性聚氨酯涂料。
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