CN108822709A - 一种水性聚氨酯抗氧化涂料及其制作方法 - Google Patents

一种水性聚氨酯抗氧化涂料及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水性聚氨酯抗氧化涂料及其制作方法,包括以下重量份数的原料:水性聚氨酯树脂62‑73份、水溶性酚醛树脂35‑48份、改性氧化锆7‑14份、纳米碳酸钙20‑35份、促进剂CZ 3.5‑4.0份、表面活性剂8‑11份、阻燃剂4‑6份、二甲基硅油2‑4份、壳聚糖5‑7份和去离子水30‑35份;本发明的抗氧化涂料采用水性聚氨酯和水溶性酚醛树脂为主料,具有优异的耐水、耐热、阻燃和抗氧化性能,附着力高,干燥速度快;本发明涂料形成的涂层的耐晒性能更好,不易变色,耐久性好;通过对填料氧化锆改性处理,提高涂料分子填充度,提高了水性聚氨酯的硬度和附着力,显著提高本发明涂料的拉伸强度、硬度、韧性。

Description

一种水性聚氨酯抗氧化涂料及其制作方法
技术领域
[0001]本发明涉及涂料技术领域,具体涉及一种水性聚氨酯抗氧化涂料及其制作方法。
背景技术
[0002]涂料是一种具有保护功能又有美化物体的产品,人们生活当中处处可见,它广泛 应用在建筑、钢铁制品、木器等各个方面,已经成为当今社会不可或缺的产品;在大量使用 的涂料和油漆当中,由于产品的质量与性价比的不同,也暴露出许多问题,例如很多产品在 使用不长时间就出现粉化、脱落、变色的现象,使其应有的保护功能大大降低,丧失了对物 体及物品的装饰作用,美观的效果和使用寿命都不长,极大的浪费了资源。
[0003]水性聚氨酯以水作为分散介质,具有环保无毒、难燃烧等优势,并且可以通过改变 软硬段种类与比例来调节树脂材料的综合性能,水性聚氨酯以优异的粘结能力,出色的耐 温变性能,优良的耐低温性能,良好的生物相容性以及环保无毒的特性而被广泛应用在多 个领域,水性聚氨酯尽管分子链化学结构与溶剂型聚氨酯相同,但是与溶剂型聚氨酯相比, 在性能方面仍然存在一些缺陷,限制了其应用。
发明内容
[0004]为了有效提供涂料的性能,本发明的目的在于提供一种水性聚氨酯抗氧化涂料及 其制作方法。
[0005]为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案: 水性聚氨酯抗氧化涂料,包括以下重量份数的原料:水性聚氨酯树脂62-73份、水溶性 酚醛树脂35-48份、改性氧化锆7-14份、纳米碳酸钙20-35份、促进剂CZ 3.5-4 • 0份、表面活 性剂8-11份、阻燃剂4-6份、二甲基硅油2-4份、壳聚糖5-7份和去离子水30-35份; 所述的改性氧化锆的制法如下: (1) 称取氧化锆,研磨粉碎,过80-120目筛,然后放入质量分数为2-4%的盐酸溶液中浸 泡处理25_3〇min,再将其放入质量分数为3-5%的氢氧化钠溶液中浸泡处理4〇-45min,最后 取出冲洗至中性,备用; (2) 将上述步骤(1)经过酸、碱洗后的氧化锆粉末放入改性处理液中,水浴升温至5:rc_ 58 °C,浸泡处理40-60m in后取出备用; (3) 将步骤(2)取出后的氧化锆粉末放入75。(: -85。(:干燥室内进行干燥处理,直至干燥 至氧化锆的水含量不大于4%,即得改性氧化锆。
[0006]所述改性处理液的原料为纳米碳粉12%-15%、三聚氰胺5%_9%、柠檬酸三乙酷12%-I5%、聚乙烯醇40%-60%、月桂醇聚氧乙烯醚余量;制备方法为:先将纳米碳粉倒入聚乙烯醇 中,充分处理l5_2〇min后,再向其中加入三聚氰胺、柠檬酸三乙酯、月桂醇聚氧乙烯醚,加热 至55-60°C,不断搅拌处理30-40min混合均匀即可。
[0007]水性聚氨酯抗氧化涂料的制作方法,具体包括以下内容: (1)先将去离子水加入高速搅拌器的干净不锈钢容器,升温水温至48°C-551:,然后向 其中依次缓慢加入水性聚氨酯树脂、水溶性酚醛树脂,启动搅拌器,搅拌速度控制在1000-1200r/min,分散10-15min,确保其分散均布; (2) 按重量份促进剂CZ、表面活性剂、阻燃剂、二甲基硅油和壳聚糖,依次加入搅拌机 中,混合搅拌30-40分钟,得到助剂混合液;搅拌速度控制在700-900r/min; (3) 将步骤(¾助剂混合液缓慢加入步骤(1)不锈钢容器中,搅拌混合15-20分钟,搅拌 速度控制在300-400 r/min,最后加入改性氧化锆、纳米碳酸钙,混合分散1.〇-1 • 5h,即得。
[0008] 所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、羧甲基纤维素钠、吐温80中一种或多种; 所述的阻燃剂三氧化锑、氢氧化铝、硼酸锌中一种或多种。
[0009] 所述的步骤(3)混合分散后进行超声处理,所述超声处理的条件为:超声波频率为 45_60KHz,超声波功率为 0.5_0.81^/1^,超声时间20-3〇111:111。
[0010]所述的水性聚氨酯抗氧化涂料可制作成粉末型涂料、液态型涂料。
[0011]在上述技术方案中,本发明以改性氧化锆为填料,氧化锆依次通过研磨粉碎、酸、 碱洗,以及改性处理液的浸泡,在氧化锆粉末表面形成一层保护膜,一方面形成的膜可以提 高涂料的耐酸碱性,降低涂料的腐蚀程度;另一方面,形成的膜可以阻碍环境中的氧气、水 分进入涂料中与金属材料进行氧化反应,从而提高了涂料的抗氧化性,大大延长了本发明 的使用寿命和保存时间。
[0012]本发明的抗氧化涂料采用水性聚氨酯和水溶性酚醛树脂为主料,具有优异的耐 水、耐热、阻燃和抗氧化性能,附着力高,干燥速度快;本发明涂料形成的涂层的耐晒性能更 好,不易变色,耐久性好;通过对填料氧化锆改性处理,提高涂料分子填充度,提高了水性聚 氨酯的硬度和附着力,显著提高本发明涂料的拉伸强度、硬度、韧性。
具体实施方式
[0013]以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明,应当理解,此处所描述的具体实 施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[00M]实施例1:水性聚氨酯抗氧化涂料,包括以下重量(斤)的原料:水性聚氨酯树脂66、 水溶性酚醛树脂39、改性氧化锆I2、纳米碳酸钙28、促进剂CZ 3.8、十二烷基苯磺酸钠1〇、氢 氧化铝5、二甲基硅油3、壳聚糖6和去离子水32。
[0015] 水性聚氨酯抗氧化涂料的制作方法,具体包括以下内容: (1) 先将去离子水加入高速搅拌器的干净不锈钢容器,升温水温至48。〇55。(:,然后向 其中依次缓慢加入水性聚氨酯树脂、水溶性酚醛树脂,启动搅拌器,搅拌速度控制在1000-l2〇Or/min,分散10-l5min,确保其分散均布; (2) 按重量份促进剂CZ、表面活性剂、阻燃剂、二甲基硅油和壳聚糖,依次加入搅拌机 中,混合搅拌30-40分钟,得到助剂混合液;搅拌速度控制在700-90〇r/min; (3) 将步骤(2)助剂混合液缓慢加入步骤(1)不锈钢容器中,搅拌混合15_2〇分钟,搅拌 速度控制在3〇〇-400 r/min,最后加入改性氧化错、纳米碳酸耗,混合分散丨• %,然后进行超 声处理,所述超声处理的条件为:超声波频率为50KHz,超声波功率为〇. 6kw/kg,超声时间 25min,即得。
[0016]所述的改性氧化锆的制法如下: (1)称取氧化锆,研磨粉碎,过100目筛,然后放入质量分数为3%的盐酸溶液中浸泡处理 25min,再将其放入质量分数为4%的氢氧化钠溶液中浸泡处理45min,最后取出冲洗至中性, 备用; (2) 将上述步骤(1)经过酸、碱洗后的氧化锆粉末放入改性处理液中,水浴升温至55。〇 浸泡处理50min后取出备用; ’ (3) 将步骤(2)取出后的氧化锆粉末放入8〇°c干燥室内进行干燥处理,直至干燥至氧化 锆的水含量不大于4%,即得改性氧化锆。
[0017]所述改性处理液的原料为纳米碳粉13%、三聚氰胺6%、柠檬酸三乙酯13%、聚乙傭^ 5〇%、月桂醇聚氧乙條酸余量;制备方法为:先将纳米碳粉倒入聚乙條醇中,充分处理一 20min后,再向其中加入三聚氰胺、柠檬酸三乙酯、月桂醇聚氧乙烯醚,加热至 拌处理35min混合均匀即可。 …
[0018]实施例2:水性聚氨酯抗氧化涂料,包括以下重量(斤)的原料.水性聚氡酔 水溶性酚醛树脂35、改性氧化锆8、纳米碳酸钙22、促进剂CZ 3 • 5、羧甲基纤堆輋 锑4、二甲基桂油2、壳聚糖5_5和去离子水30,制作方法如同实施例1。 一 、一氧4 _9]实酬3:水性聚氨雜氧化涂料,包括以下重量(斤)的原 水溶性酚醛树脂42、改性氧化锆10、纳米碳酸钙31、促进剂cz 3.6 j 〃虱®日树爿曰68、 4.5、二甲基桂油4、壳聚糖6_5和去离子水33,制作方法如同实施例1 '皿硼fe锌
[0020]实施例4:水性聚氨酯抗氧化涂料,包括以下重量(斤)的原° ^ 水溶性酚醛树脂47、改性氧化锆13、纳米碳酸钙35、促进剂cz 酯树脂70、 锌6、二甲基硅油4、壳聚糖7和去离子水35,制作方法如同实施例“ <隹素钠11、硼酸

Claims (7)

1.一种水性聚氨酯抗氧化涂料,其特征在于,包括以下重量份数的原料:水性聚氨酯树 月旨62-73份、水溶性酚醛树脂35-48份、改性氧化锆7_14份、纳米碳酸钙2〇—35份、促进剂以 3.5-4.0份、表面活性剂8-11份、阻燃齐1」4-6份、二甲基桂油2-4份、壳聚糖5-7份和去离子水 30-35份; 所述的改性氧化锆的制法如下: (1) 称取氧化锆,研磨粉碎,过8〇-120目筛,然后放入质量分数为2—4%的盐酸溶液中浸 泡处理25-30min,再将其放入质量分数为3_5%的氢氧化钠溶液中浸泡处理4〇—45min,最后 取出冲洗至中性,备用; (2) 将上述步骤(1)经过酸、碱洗后的氧化锆粉末放入改性处理液中,水浴升温至5;rc_ 58°C,浸泡处理40-60min后取出备用; (3) 将步骤(2)取出后的氧化锆粉末放入75°C_85°C干燥室内进行干燥处理,直至干燥 至氧化锆的水含量不大于4%,即得改性氧化锆。
2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯抗氧化涂料,其特征在于,所述改性处理液的原料 为纳米碳粉12%-15%、三聚氰胺5%_9%、柠檬酸三乙酯12%-15%、聚乙烯醇40%-60%、月桂醇聚 氧乙烯醚余量;制备方法为:先将纳米碳粉倒入聚乙烯醇中,充分处理15-2〇min后,再向其 中加入三聚氰胺、柠檬酸三乙酯、月桂醇聚氧乙烯醚,加热至55-6(TC,不断搅拌处理30-40min混合均勾即可。
3.根据权利要求1所述的水性聚氨酯抗氧化涂料,其特征在于,所述的表面活性剂为十 二烷基苯磺酸钠、羧甲基纤维素钠、吐温80中一种或多种。
4. 根据权利要求1所述的水性聚氨酯抗氧化涂料,其特征在于,所述的阻燃剂三氧化 锑、氢氧化铝、硼酸锌中一种或多种。
5. —种如权利要求1所述的水性聚氨酯抗氧化涂料的制作方法,其特征在于,具体包括 以下内容: (1) 先将去离子水加入高速搅拌器的干净不锈钢容器,升温水温至48°C_55°C,然后向 其中依次缓慢加入水性聚氨酯树脂、水溶性酚醛树脂,启动搅拌器,搅拌速度控制在1000-1200r/min,分散10-15min,确保其分散均布; (2) 按重量份促进剂CZ、表面活性剂、阻燃剂、二甲基硅油和壳聚糖,依次加入搅拌机 中,混合搅拌30-40分钟,得到助剂混合液;搅拌速度控制在700-900r/min; (3) 将步骤(2)助剂混合液缓慢加入步骤(1)不锈钢容器中,搅拌混合15-20分钟,搅拌 速度控制在300-400 r/min,最后加入改性氧化锆、纳米碳酸钙,混合分散1 • 0-1.5h,即得。
6. 根据权利要求5所述的水性聚氨酯抗氧化涂料的制作方法,其特征在于,所述的步骤 (3)混合分散后进行超声处理,所述超声处理的条件为:超声波频率为45-6〇KHz,超声波功 率为 0 • 5-0.8kw/kg,超声时间 20-30min。
7. 根据权利要求1所述的水性聚氨酯抗氧化涂料,其特征在于,所述的水性聚氨酯抗氧 化涂料可制作成粉末型涂料、液态型涂料。
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