CN108913011A - 一种附着力强的聚氨酯涂料及其制备方法 - Google Patents

一种附着力强的聚氨酯涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种附着力强的聚氨酯涂料，其特征在于，其由如下重量份的原料制备而成：丙酮、氢氧化钠溶液、无水氯化锌、正丁醛、环己烷、无水硫酸镁、琥珀酸酐、二乙二醇、对苯二甲酸、一缩二丙二醇、棕榈油、对苯二胺、亚甲基硅油、邻苯二甲酸酐、2,2‑偶氮二(甲基丁腈)、丙烯酸烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸、纳米碳酸钙、羟基磷灰石、4‑甲基‑6‑叔丁基苯酚、丙二醇甲醚、苄基三乙基氯化铵、二甲基乙醇胺、二苯基甲烷二异氰酸酯、盐酸溶液适量、去离子水适量。本发明的聚氨酯涂料涂层粘结牢固、厚度均匀、耐盐水性强、耐磨、防腐性能好、无毒环保等优点。

Description

一种附着力强的聚氨酯涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及防腐涂料领域，具体涉及一种附着力强的聚氨酯涂料及其制备方法。
背景技术
球墨铸铁管主要称之为离心球墨铸铁管，它具有铁的本质、钢的性能、延展性能好、密封效果好、安装简易等优异特点。近年来，随着城市化规模不断扩大，对管材的需求特别是大口径管材的需求不断增加，在国内以及国际各大城市供水管道和管网改造中发挥越来越大的作用，作为这些项目工程的首选材料，被广泛应用于城建输水、输气等工程上，为球墨铸铁管行业提供了巨大的市场。但是城市污水、天然气等物质的输送，对于球磨铸铁管有一定的腐蚀作用，所以防腐措施对于球磨铸铁管很重要。通常会在球磨铸铁管的内部涂上一层防腐涂层作为内衬，抵御腐蚀。一般防腐涂层有沥青漆涂层、环氧煤沥青涂层、环氧陶瓷涂层、铝酸盐水泥涂层或硫酸盐水泥涂层以及聚氨酯涂层。而聚氨酯涂层是一种为适应环保需求而研制开发的一种新型绿色特殊涂层，有良好的粘结性、耐腐蚀性、耐磨擦性和光泽度高，也是增长速度最快的一种涂层。
作者冯利邦等人在《含纳米硅氧化物的聚酯型水性聚氨酯涂料研究》一文中，研制了一种性能优异的纳米硅氧化物改性的聚酯型水性聚氨酯涂料，并对其性能进行了表征和研究。该聚氨酯涂料制备的漆膜具有有意的表面硬度、热稳定性、耐候性和耐化学品性，但是防腐效果仍然不佳。
发明内容
本发明的目的在于一种附着力强的聚氨酯涂料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种附着力强的聚氨酯涂料，其特征在于，其由如下重量份的原料制备而成：丙酮30-40份、氢氧化钠溶液100-120份、无水氯化锌5-6份、正丁醛20-25份、环己烷250-300份、无水硫酸镁20-30份、琥珀酸酐20-25份、二乙二醇12-15份、对苯二甲酸10-12份、一缩二丙二醇5-6份、棕榈油12-15份、对苯二胺6-8份、亚甲基硅油10-12份、邻苯二甲酸酐8-10份、2,2-偶氮二(甲基丁腈)2-3份、丙烯酸烯酸羟乙酯10-12份、甲基丙烯酸15-20份、纳米碳酸钙15-20份、羟基磷灰石12-15份、4-甲基-6-叔丁基苯酚3-4份、丙二醇甲醚8-10份、苄基三乙基氯化铵3-4份、二甲基乙醇胺20-25份、二苯基甲烷二异氰酸酯60-70份、盐酸溶液适量、去离子水适量。
所述的附着力强的聚氨酯涂料，其特征在于，其由如下步骤制备而成：
（1）在反应容器中，加入丙酮，然后加入氢氧化钠溶液，搅拌20-30min，加入无水氯化锌，缓慢滴加正丁醛与1/4的环己烷的混合液，滴加完毕后，升温到40-50℃，继续恒温搅拌反应3-4h；加入盐酸溶液，中和反应液至PH=7，静置分层，分出有机相，水相用剩余的环己烷萃取3-4次，合并有机相，有机相用去离子水洗至中性，用无水硫酸镁干燥20-24h，抽滤，滤液减压浓缩；将减压浓缩后的产物加入到反应容器中，再加入琥珀酸酐、二乙二醇、对苯二甲酸，快速升温至140-150℃，恒温搅拌反应3-4h，继续升温至180-200℃，继续搅拌反应5-6h，冷却至50℃以下，出料，得到多羟基化合物；
（2）将一缩二丙二醇、棕榈油、对苯二胺和亚甲基硅油加入反应釜中，搅拌均匀，升温至70-80℃，保温60-80min，继续升温到160-180℃，保温3-4h，加入邻苯二甲酸酐，升温至200-210℃，保温5-6h；降温至室温，加入2,2-偶氮二(甲基丁腈)、丙烯酸烯酸羟乙酯以及甲基丙烯酸混合均匀；在搅拌过程中升温，待温度达到110-115℃时保温60-100min；加入纳米碳酸钙和羟基磷灰石，以1500-1800转/min的搅拌速率高速搅拌40-50min；
（3）将4-甲基-6-叔丁基苯酚、丙二醇甲醚添加到相当于丙二醇甲醚重量份5-6倍的去离子水中，搅拌均匀，然后缓慢加入苄基三乙基氯化铵、步骤（2）的产物、二甲基乙醇胺，多羟基化合物和二苯基甲烷二异氰酸酯，升温至70-80℃，以700-800转/min的速度搅拌2-3h后，再以3500-4000转/min的速度高速80-100min，获得附着力强的聚氨酯涂料。
所述的附着力强的聚氨酯涂料，其特征在于，所述的氢氧化钠溶液的浓度为0.8-1mol/L，所述的盐酸溶液的浓度为1-1.5mol/L。
本发明具有如下有益效果：
本发明首先丙酮与正丁醛在碱的存在下经轻醛缩合反应可制得3-庚烯-2-酮，再与琥珀酸酐和二乙二醇发生酯化和接枝反应，再加入对苯二甲酸进行改性，得到多羟基化合物；再通过制备得到的多羟基化合物与二苯基甲烷二异氰酸酯催化聚合，可以制备出线型，高分子量的聚氨酯泡沫，增加聚氨酯涂料的强度，更易得到薄且均匀的涂层；本发明适量地添加了纳米碳酸钙和羟基磷灰石等填料，对涂层密度、热性能和力学性能都有较大的增强，并且赋予涂层独特的柔软触感和光泽度；利用一缩二丙二醇、棕榈油和邻苯二甲酸酐缩聚酯化得到醇酸树脂，再加入丙烯酸烯酸羟乙酯以及甲基丙烯酸，对其进行交联改性，增强涂料的耐久性和耐水性、减少涂料的收缩和开裂，使涂层具有很高的附着力，不脱落；本发明的聚氨酯涂料涂层粘结牢固、厚度均匀、耐盐水性强、耐磨、防腐性能好、无毒环保等优点。
具体实施方式
本实施例的附着力强的聚氨酯涂料，其由如下重量份的原料制备而成：丙酮40份、氢氧化钠溶液120份、无水氯化锌6份、正丁醛25份、环己烷300份、无水硫酸镁30份、琥珀酸酐25份、二乙二醇15份、对苯二甲酸12份、一缩二丙二醇6份、棕榈油15份、对苯二胺8份、亚甲基硅油12份、邻苯二甲酸酐10份、2,2-偶氮二(甲基丁腈)3份、丙烯酸烯酸羟乙酯12份、甲基丙烯酸20份、纳米碳酸钙20份、羟基磷灰石15份、4-甲基-6-叔丁基苯酚4份、丙二醇甲醚10份、苄基三乙基氯化铵4份、二甲基乙醇胺25份、二苯基甲烷二异氰酸酯70份、盐酸溶液适量、去离子水适量。
本实施例的附着力强的聚氨酯涂料，其由如下步骤制备而成：
（1）在反应容器中，加入丙酮，然后加入氢氧化钠溶液，搅拌30min，加入无水氯化锌，缓慢滴加正丁醛与1/4的环己烷的混合液，滴加完毕后，升温到50℃，继续恒温搅拌反应4h；加入盐酸溶液，中和反应液至PH=7，静置分层，分出有机相，水相用剩余的环己烷萃取4次，合并有机相，有机相用去离子水洗至中性，用无水硫酸镁干燥24h，抽滤，滤液减压浓缩；将减压浓缩后的产物加入到反应容器中，再加入琥珀酸酐、二乙二醇、对苯二甲酸，快速升温至150℃，恒温搅拌反应4h，继续升温至200℃，继续搅拌反应6h，冷却至50℃以下，出料，得到多羟基化合物；
（2）将一缩二丙二醇、棕榈油、对苯二胺和亚甲基硅油加入反应釜中，搅拌均匀，升温至80℃，保温80min，继续升温到180℃，保温4h，加入邻苯二甲酸酐，升温至210℃，保温6h；降温至室温，加入2,2-偶氮二(甲基丁腈)、丙烯酸烯酸羟乙酯以及甲基丙烯酸混合均匀；在搅拌过程中升温，待温度达到115℃时保温100min；加入纳米碳酸钙和羟基磷灰石，以1800转/min的搅拌速率高速搅拌50min；
（3）将4-甲基-6-叔丁基苯酚、丙二醇甲醚添加到相当于丙二醇甲醚重量份6倍的去离子水中，搅拌均匀，然后缓慢加入苄基三乙基氯化铵、步骤（2）的产物、二甲基乙醇胺，多羟基化合物和二苯基甲烷二异氰酸酯，升温至80℃，以800转/min的速度搅拌3h后，再以3500-4000转/min的速度高速100min，获得附着力强的聚氨酯涂料。
耐标准中性盐雾性能和耐腐蚀测试：采用标准中性盐雾机做中性盐雾实验。将样品（涂覆量：250mg/dm2）放入盐雾机中用盐水（浓度为5%，pH为6.5-7.5）在35℃下喷雾，观察样品状况变化。测试结果：样品在1500h内未出现红锈。

Claims (3)

1.一种附着力强的聚氨酯涂料，其特征在于，其由如下重量份的原料制备而成：丙酮30-40份、氢氧化钠溶液100-120份、无水氯化锌5-6份、正丁醛20-25份、环己烷250-300份、无水硫酸镁20-30份、琥珀酸酐20-25份、二乙二醇12-15份、对苯二甲酸10-12份、一缩二丙二醇5-6份、棕榈油12-15份、对苯二胺6-8份、亚甲基硅油10-12份、邻苯二甲酸酐8-10份、2,2-偶氮二(甲基丁腈)2-3份、丙烯酸烯酸羟乙酯10-12份、甲基丙烯酸15-20份、纳米碳酸钙15-20份、羟基磷灰石12-15份、4-甲基-6-叔丁基苯酚3-4份、丙二醇甲醚8-10份、苄基三乙基氯化铵3-4份、二甲基乙醇胺20-25份、二苯基甲烷二异氰酸酯60-70份、盐酸溶液适量、去离子水适量。
2.根据权利要求1所述的附着力强的聚氨酯涂料，其特征在于，其由如下步骤制备而成：
（1）在反应容器中，加入丙酮，然后加入氢氧化钠溶液，搅拌20-30min，加入无水氯化锌，缓慢滴加正丁醛与1/4的环己烷的混合液，滴加完毕后，升温到40-50℃，继续恒温搅拌反应3-4h；加入盐酸溶液，中和反应液至PH=7，静置分层，分出有机相，水相用剩余的环己烷萃取3-4次，合并有机相，有机相用去离子水洗至中性，用无水硫酸镁干燥20-24h，抽滤，滤液减压浓缩；将减压浓缩后的产物加入到反应容器中，再加入琥珀酸酐、二乙二醇、对苯二甲酸，快速升温至140-150℃，恒温搅拌反应3-4h，继续升温至180-200℃，继续搅拌反应5-6h，冷却至50℃以下，出料，得到多羟基化合物；
（2）将一缩二丙二醇、棕榈油、对苯二胺和亚甲基硅油加入反应釜中，搅拌均匀，升温至70-80℃，保温60-80min，继续升温到160-180℃，保温3-4h，加入邻苯二甲酸酐，升温至200-210℃，保温5-6h；降温至室温，加入2,2-偶氮二(甲基丁腈)、丙烯酸烯酸羟乙酯以及甲基丙烯酸混合均匀；在搅拌过程中升温，待温度达到110-115℃时保温60-100min；加入纳米碳酸钙和羟基磷灰石，以1500-1800转/min的搅拌速率高速搅拌40-50min；
（3）将4-甲基-6-叔丁基苯酚、丙二醇甲醚添加到相当于丙二醇甲醚重量份5-6倍的去离子水中，搅拌均匀，然后缓慢加入苄基三乙基氯化铵、步骤（2）的产物、二甲基乙醇胺，多羟基化合物和二苯基甲烷二异氰酸酯，升温至70-80℃，以700-800转/min的速度搅拌2-3h后，再以3500-4000转/min的速度高速80-100min，获得附着力强的聚氨酯涂料。
3.根据权利要求1、2所述的附着力强的聚氨酯涂料，其特征在于，所述的氢氧化钠溶液的浓度为0.8-1mol/L，所述的盐酸溶液的浓度为1-1.5mol/L。
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