CN112266719B - 一种耐老化聚氨酯涂料及其生产装置 - Google Patents

一种耐老化聚氨酯涂料及其生产装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种耐老化聚氨酯涂料，包括以下重量份原料：异佛尔酮二异氰酸酯30‑50份、聚丙二醇‑1000 20‑30份,1,4‑丁二醇15‑20份、二羟甲基丙酸8‑10份、2‑氨基‑4‑羟基‑6‑甲基嘧啶3‑5份、氧化石墨烯10‑15份、硅烷偶联剂3‑5份、羧甲基纤维素1‑3份、纳米氧化铝3‑5份、纳米二氧化钛2‑5份、填料10‑20份、增稠剂5‑10份、流平剂3‑5份、消泡剂2‑5份、分散剂2‑5份、抗氧化剂1‑2份、水60‑80份。本发明通过在涂料中添加有机和无机改性剂，提高了水性聚氨酯涂料的耐老化性能，同时本发明聚氨酯涂料生产装置通过回料管可以将反应釜下层的浆液输送至研磨板上方流出，再通过研磨辊与研磨板配合将涂料浆液中的无机填料进行研磨混合，可以将涂料各原料充分混合。

Description

一种耐老化聚氨酯涂料及其生产装置
技术领域
本发明涉及领域，具体的是。
背景技术
随着科技的进步,涂料行业高速发展,涂料不再只局限于保护、装饰。随着保护环境、节省能源不断深入人心,传统的涂料已经无法满足人们的需求,新一代的功能型、无污染的水性涂料应运而生。水性聚氨酯(WPU)以水为分散介质,具有绿色环保,安全可靠,综合性能优异等优点而被广泛应用于涂料,胶黏剂等领域。但与传统溶剂型聚氨酯相比,水性聚氨酯在热学、力学及耐水性能等方面仍有所欠缺。
乳化反应釜和混合釜为聚氨酯涂料生产中常用装置，现有的涂料混合釜仅通过搅拌轴带动搅拌杆对涂料原料进行搅拌，但是由于涂料粘度较大且原料中存在各种无机填料及改性剂很难均匀分散，部分无机填料沉积在混合釜底部，通过搅拌轴搅拌很难混合均匀。
发明内容
为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种耐老化聚氨酯涂料及其生产装置，本发明通过在涂料中添加有机和无机改性剂，提高了水性聚氨酯涂料的耐老化性能，同时本发明聚氨酯涂料生产装置通过回料管可以将反应釜下层的浆液输送至研磨板上方流出，再通过研磨辊与研磨板配合将涂料浆液中的无机填料进行研磨混合，可以将涂料各原料充分混合。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种耐老化聚氨酯涂料，包括以下重量份原料：异佛尔酮二异氰酸酯30-50份、聚丙二醇-100020-30份,1,4-丁二醇15-20份、二羟甲基丙酸8-10份、2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶3-5份、氧化石墨烯10-15份、硅烷偶联剂3-5份、羧甲基纤维素1-3份、纳米氧化铝3-5份、纳米二氧化钛2-5份、填料10-20份、增稠剂5-10份、流平剂3-5份、消泡剂2-5份、分散剂2-5份、抗氧化剂1-2份、水60-80份。
优选地，耐老化聚氨酯涂料包括以下重量份原料：异佛尔酮二异氰酸酯42份、聚丙二醇-100026份,1,4-丁二醇18份、二羟甲基丙酸9份、2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶3份、氧化石墨烯12份、硅烷偶联剂5份、羧甲基纤维素2份、纳米氧化铝5份、纳米二氧化钛4份、填料15份、增稠剂8份、流平剂4份、消泡剂2份、分散剂2份、抗氧化剂1份、水75份。
优选地，硅烷偶联剂为A171或KH570，填料为滑石粉、云母粉、海泡石、高岭土、硫酸钡、碳酸钙的中或几种混合，抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂或胺类抗氧化剂。
优选地，耐老化聚氨酯涂料的制备方法包括以下步骤：
S1、以异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇-1000为原料,1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸为亲水扩链剂,通过丙酮自乳化法制备水性聚氨酯乳液；
S2、以2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶为改性剂,通过1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐活化羧基制得MIS改性氧化石墨烯分散液；
S3、将步骤S1中制得的水性聚氨酯乳液和步骤S2中制得的MIS改性氧化石墨烯分散液同其他原料加入反应器中，加热搅拌，混合均匀后得到所述耐老化聚氨酯涂料。
一种聚氨酯涂料生产装置，包括反应釜，反应釜外壁下侧固定安装夹套，夹套内部设有油浴腔夹套外壁两侧分别固定安装进油口和出油口，夹套底部固定安装支撑腿，反应釜内部设有研磨板，研磨板与反应釜内壁固定连接，研磨板中间固定安装回料管，回料管内部贯穿设有转动轴，转动轴上端贯穿反应釜，转动轴上端通过与第一电机的输出轴连接，转动轴下端固定安装搅拌架，回料管上方的转动轴表面固定安装研磨机构，反应釜顶部两侧设有进料口和进液口，反应釜底部中间设有出液口。
进一步优选地，回料管底部为敞口，回料管内部的转动轴表面固定安装螺旋叶片，回料管上端侧壁开设有回料口，回料口的高度高于研磨板。
进一步优选地，研磨机构包括横杆，横杆中间与转动轴固定，横杆底部对称安装伸缩杆，伸缩杆底部固定安装固定块，固定块相离的一侧固定安装研磨辊，研磨辊与固定块转动连接。
进一步优选地，伸缩杆包括第一连接杆和第二连接杆，第一连接杆顶端与横杆固定连接，第一连接杆内部设有插槽，第二连接杆上端贯穿插槽，第二连接杆顶端与插槽顶部通过弹簧连接，第二连接杆底端与固定块固定连接。
本发明的有益效果：
本发明通过在涂料中添加有机和无机改性剂，提高了水性聚氨酯涂料的耐老化性能，同时本发明聚氨酯涂料生产装置通过回料管可以将反应釜下层的浆液输送至研磨板上方流出，再通过研磨辊与研磨板配合将涂料浆液中的无机填料进行研磨混合，可以将涂料各原料充分混合。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明聚氨酯涂料生产装置整体结构示意图；
图2是本发明聚氨酯涂料生产装置俯视图；
图3是本发明聚氨酯涂料生产装置前视图；
图4是本发明聚氨酯涂料生产装置剖视图；
图5是本发明聚氨酯涂料生产装置回料管的结构示意图；
图6是本发明聚氨酯涂料生产装置研磨机构的结构示意图。
图中：
1-反应釜，2-夹套，3-油浴腔，4-进油口，5-出油口，6-支撑腿，7-研磨板，8-回料管，9-转动轴，10-第一电机，11-搅拌架，12-研磨机构，13-进料口，14-进液口，15-出液口，16-螺旋叶片，17-回料口，18-横杆，19-伸缩杆，20-固定块，21-研磨辊，22-第一连接杆，23-第二连接杆，24-插槽，25-弹簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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作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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
一种耐老化聚氨酯涂料，包括以下重量份原料：异佛尔酮二异氰酸酯50份、聚丙二醇-100030份,1,4-丁二醇20份、二羟甲基丙酸10份、2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶5份、氧化石墨烯15份、硅烷偶联剂5份、羧甲基纤维素3份、纳米氧化铝5份、纳米二氧化钛5份、填料20份、增稠剂10份、流平剂5份、消泡剂5份、分散剂5份、抗氧化剂2份、水80份。
上述耐老化聚氨酯涂料的制备方法包括以下步骤：
S1、以异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇-1000为原料,1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸为亲水扩链剂,通过丙酮自乳化法制备水性聚氨酯乳液；
S2、以2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶为改性剂,通过1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐活化羧基制得MIS改性氧化石墨烯分散液；
S3、将步骤S1中制得的水性聚氨酯乳液和步骤S2中制得的MIS改性氧化石墨烯分散液同其他原料加入反应器中，加热搅拌，混合均匀后得到所述耐老化聚氨酯涂料。
实施例2
一种耐老化聚氨酯涂料，包括以下重量份原料：异佛尔酮二异氰酸酯42份、聚丙二醇-100026份,1,4-丁二醇18份、二羟甲基丙酸9份、2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶3份、氧化石墨烯12份、硅烷偶联剂5份、羧甲基纤维素2份、纳米氧化铝5份、纳米二氧化钛4份、填料15份、增稠剂8份、流平剂4份、消泡剂2份、分散剂2份、抗氧化剂1份、水75份。
上述耐老化聚氨酯涂料制备方法同实施例1。
实施例3
一种耐老化聚氨酯涂料，包括以下重量份原料：异佛尔酮二异氰酸酯30份、聚丙二醇-100020份,1,4-丁二醇15份、二羟甲基丙酸8份、2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶3份、氧化石墨烯10份、硅烷偶联剂3份、羧甲基纤维素1份、纳米氧化铝3份、纳米二氧化钛2份、填料10份、增稠剂5份、流平剂3份、消泡剂2份、分散剂2份、抗氧化剂1份、水60份。
上述耐老化聚氨酯涂料制备方法同实施例1。
如图1-6所示，一种聚氨酯涂料生产装置，包括反应釜1，反应釜1外壁下侧固定安装夹套2，夹套2内部设有油浴腔3夹套2外壁两侧分别固定安装进油口4和出油口5，夹套2底部固定安装支撑腿6，反应釜1内部设有研磨板7，研磨板7与反应釜1内壁固定连接，研磨板7中间固定安装回料管8，回料管8内部贯穿设有转动轴9，转动轴9上端贯穿反应釜1，转动轴9上端通过与第一电机10的输出轴连接，转动轴9下端固定安装搅拌架11，回料管8上方的转动轴9表面固定安装研磨机构12，反应釜1顶部两侧设有进料口13和进液口14，反应釜1底部中间设有出液口15。
回料管8底部为敞口，回料管8内部的转动轴9表面固定安装螺旋叶片16，回料管8上端侧壁开设有回料口17，回料口17的高度高于研磨板7。
研磨机构12包括横杆18，横杆18中间与转动轴9固定，横杆18底部对称安装伸缩杆19，伸缩杆19底部固定安装固定块20，固定块20相离的一侧固定安装研磨辊21，研磨辊21与固定块20转动连接。
伸缩杆19包括第一连接杆22和第二连接杆23，第一连接杆22顶端与横杆18固定连接，第一连接杆22内部设有插槽24，第二连接杆23上端贯穿插槽24，第二连接杆23顶端与插槽24顶部通过弹簧25连接，第二连接杆23底端与固定块20固定连接。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (4)

1.一种耐老化聚氨酯涂料生产装置，其特征在于，包括以下重量份原料：异佛尔酮二异氰酸酯30-50份、聚丙二醇-1000 20-30份、1,4-丁二醇15-20份、二羟甲基丙酸8-10份、2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶3-5份、氧化石墨烯10-15份、硅烷偶联剂3-5份、羧甲基纤维素1-3份、纳米氧化铝3-5份、纳米二氧化钛2-5份、填料10-20份、增稠剂5-10份、流平剂3-5份、消泡剂2-5份、分散剂2-5份、抗氧化剂1-2份、水60-80份；
其生产装置包括反应釜(1)，所述反应釜(1)外壁下侧固定安装夹套(2)，所述夹套(2)内部设有油浴腔(3)所述夹套(2)外壁两侧分别固定安装进油口(4)和出油口(5)，所述夹套(2)底部固定安装支撑腿(6)，所述反应釜(1)内部设有研磨板(7)，所述研磨板(7)与反应釜(1)内壁固定连接，所述研磨板(7)中间固定安装回料管(8)，所述回料管(8)内部贯穿设有转动轴(9)，所述转动轴(9)上端贯穿反应釜(1)，所述转动轴(9)上端通过与第一电机(10)的输出轴连接，所述转动轴(9)下端固定安装搅拌架(11)，所述回料管(8)上方的转动轴(9)表面固定安装研磨机构(12)，所述反应釜(1)顶部两侧设有进料口(13)和进液口(14)，所述反应釜(1)底部中间设有出液口(15)；
所述回料管(8)底部为敞口，所述回料管(8)内部的转动轴(9)表面固定安装螺旋叶片(16)，所述回料管(8)上端侧壁开设有回料口(17)，所述回料口(17)的高度高于研磨板(7)；
所述研磨机构(12)包括横杆(18)，所述横杆(18)中间与转动轴(9)固定，所述横杆(18)底部对称安装伸缩杆(19)，所述伸缩杆(19)底部固定安装固定块(20)，所述固定块(20)相离的一侧固定安装研磨辊(21)，所述研磨辊(21)与固定块(20)转动连接；
所述伸缩杆(19)包括第一连接杆(22)和第二连接杆(23)，所述第一连接杆(22)顶端与横杆(18)固定连接，所述第一连接杆(22)内部设有插槽(24)，所述第二连接杆(23)上端贯穿插槽(24)，所述第二连接杆(23)顶端与插槽(24)顶部通过弹簧(25)连接，所述第二连接杆(23)底端与固定块(20)固定连接。
2.根据权利要求1所述的耐老化聚氨酯涂料生产装置，其特征在于，所述耐老化聚氨酯涂料包括以下重量份原料：异佛尔酮二异氰酸酯42份、聚丙二醇-1000 26份、1,4-丁二醇18份、二羟甲基丙酸9份、2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶3份、氧化石墨烯12份、硅烷偶联剂5份、羧甲基纤维素2份、纳米氧化铝5份、纳米二氧化钛4份、填料15份、增稠剂8份、流平剂4份、消泡剂2份、分散剂2份、抗氧化剂1份、水75份。
3.根据权利要求1所述的耐老化聚氨酯涂料生产装置，其特征在于，所述硅烷偶联剂为A171或KH570，所述填料为滑石粉、云母粉、海泡石、高岭土、硫酸钡、碳酸钙中的一种或几种混合，所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂或胺类抗氧化剂。
4.根据权利要求1所述的耐老化聚氨酯涂料生产装置，其特征在于，所述耐老化聚氨酯涂料的制备方法包括以下步骤：
S1、以异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇-1000为原料,1,4-丁二醇、二羟甲基丙酸为亲水扩链剂,通过丙酮自乳化法制备水性聚氨酯乳液；
S2、以2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶为改性剂,通过1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐活化羧基制得MIS改性氧化石墨烯分散液；
S3、将步骤S1中制得的水性聚氨酯乳液和步骤S2中制得的MIS改性氧化石墨烯分散液同其他原料加入反应器中，加热搅拌，混合均匀后得到所述耐老化聚氨酯涂料。
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