CN114621647A - 聚氨酯树脂涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

聚氨酯树脂涂料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于建筑涂料技术领域，公开了聚氨酯树脂涂料及其制备方法和应用。该聚氨酯树脂涂料，包括以下组分：水性聚氨酯树脂、水性聚丙烯酸酯乳液、表面改性的碳纳米管、填料、固化剂、水；表面改性的碳纳米管是使用聚乙二醇和聚丙烯酸酯通过超声改性的碳纳米管，填料包括水泥。表面改性的碳纳米管与水性聚氨酯树脂、水性聚丙烯酸酯乳液、填料的共同作用，使得制得的聚氨酯树脂涂料形成的涂层能同时具有良好的耐水性、耐腐蚀和力学性能，例如拉伸强度为3.7‑4.1MPa。

Description

聚氨酯树脂涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于建筑涂料技术领域，特别涉及聚氨酯树脂涂料及其制备方法和应用。
背景技术
现有技术中的聚合物水泥防水涂料往往存在耐水性、耐腐蚀、力学性能难以同时满足要求的情况，特别是对乙醇、醋酸等有机污渍的腐蚀性能差。例如现有技术中的聚合物水泥防水涂料的力学拉伸强度往往难以达到3.5MPa，耐有机溶剂的腐蚀性较差，容易出现粉化、破裂现象。
因此，亟需提供一种新的涂料，该涂料同时具有耐水性、耐腐蚀、力学性能优良的特点，使得该涂料可广泛应用于建材领域。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出聚氨酯树脂涂料及其制备方法和应用，本发明所述聚氨酯树脂涂料同时具有耐水性、耐腐蚀、力学性能优良的特点，例如，拉伸强度可超过3.5MPa，耐乙醇、耐醋酸溶液，不易出现涂层粉化、破裂或发白现象，耐水性良好。
本发明的发明构思为：本发明聚氨酯树脂涂料中加入了经过表面改性的碳纳米管，表面改性的碳纳米管（所述表面改性的碳纳米管是使用聚乙二醇和聚丙烯酸酯通过超声改性，改性后的碳纳米管表面接入了特定的化学基团，从而使得聚氨酯树脂涂料中的有机、无机组分之间的相容性提升，使得各组分分散均匀）与水性聚氨酯树脂、水性聚丙烯酸酯乳液、填料的共同作用，使得制得的聚氨酯树脂涂料形成的涂层能同时具有良好的耐水性、耐腐蚀和力学性能。进一步的，对水性聚丙烯酸酯乳液使用硅烷偶联剂、三羟基苯甲酸进行改性。可进一步提高聚氨酯树脂涂料形成的涂层的耐水性、耐腐蚀和力学性能，拉伸强度可达到4.5MPa。
本发明的第一方面提供聚氨酯树脂涂料。
聚氨酯树脂涂料，包括以下组分：水性聚氨酯树脂、水性聚丙烯酸酯乳液、表面改性的碳纳米管、填料、固化剂、水；
所述表面改性的碳纳米管是使用聚乙二醇和聚丙烯酸酯通过超声改性的碳纳米管；
所述填料包括水泥。
优选的，所述表面改性的碳纳米管的制备过程为：称取碳纳米管置于溶剂中，超声分散；然后调节pH值至11-14，然后缓慢加入聚乙二醇和聚丙烯酸酯，继续超声分散，升温反应，制得所述表面改性的碳纳米管。
进一步优选的，所述表面改性的碳纳米管的制备过程为：称取0.5-2份的碳纳米管置于30-40份溶剂（优选水和乙醇的混合物）中，超声40-60min分散；然后利用氢氧化钠调节pH值至11-14，然后加入聚乙二醇和聚丙烯酸酯，继续超声分散30-50min，升温至55-58℃，在此温度下反应3-5h，制得所述表面改性的碳纳米管。
优选的，所述聚乙二醇和聚丙烯酸酯的重量比为1：（4-12）；优选1：（6-10）。
优选的，所述超声的频率为25-40KHz；优选30-40KHz。
优选的，所述填料包括硅酸盐水泥，以及碳酸钙和/或石英砂；优选同时含硅酸盐水泥、碳酸钙、石英砂，且硅酸盐水泥的含量占比填料重量的80-90%。
优选的，所述填料的目数为250-300目。
优选的，所述聚氨酯树脂涂料还包括助剂，所述助剂包括消泡剂、硅烷偶联剂、脂肪醇聚乙二醇硫酸铵、月桂醇硫酸钠、月桂酰谷氨酸、壬基酚聚乙二醇中的至少一种。
优选的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
优选的，所述硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)。
优选的，所述固化剂为硫酸亚铜或硝酸亚铜。
优选的，聚氨酯树脂涂料，按重量份数计，包括以下组分：水性聚氨酯树脂20-38份、水性聚丙烯酸酯乳液50-70份、表面改性的碳纳米管0.1-1.2份、填料110-120份、固化剂0.5-2份、水100-150份。
优选的，所述聚氨酯树脂涂料，按重量份数计，包括以下组分：水性聚氨酯树脂20-35份、水性聚丙烯酸酯乳液55-70份、表面改性的碳纳米管0.1-1份、填料110-120份、固化剂0.5-2份、水100-150份、助剂1-5份。
优选的，所述水性聚丙烯酸酯乳液使用硅烷偶联剂、三羟基苯甲酸进行改性。可进一步提高聚氨酯树脂涂料形成的涂层的耐水性、力学性能和耐腐蚀性能。
本发明的第二方面提供聚氨酯树脂涂料的制备方法。
聚氨酯树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水性聚氨酯树脂、表面改性的碳纳米管、水性聚丙烯酸酯乳液搅拌混合，得到混合物；
(2)将剩余组分搅拌混合，然后加入步骤(1)中的混合物中，继续搅拌，制得所述聚氨酯树脂涂料。
优选的，步骤(1)中，所述水性聚丙烯酸酯乳液在加入前，使用硅烷偶联剂、三羟基苯甲酸进行改性，改性的过程为：将所述水性聚丙烯酸酯乳液、硅烷偶联剂、三羟基苯甲酸按照重量比为1：（1-3）：（0.3-0.9）的比例混合，置于超声条件下分散1-2h。
优选的，步骤(1)中，所述搅拌的速度为500-700r/min，所述搅拌的时间为60-120min；进一步优选的，所述搅拌的速度为550-700r/min，所述搅拌的时间为80-100min。
优选的，步骤(2)中，所述搅拌的速度为1000-1500r/min，所述搅拌的时间为30-60min；进一步优选的，所述搅拌的速度为1200-1450r/min，所述搅拌的时间为40-55min。高的搅拌速度有助于提升聚氨酯树脂涂料体系分散的均匀性。
本发明的第三方面提供聚氨酯树脂涂料的应用。
上述聚氨酯树脂涂料在建筑领域中的应用。
优选的，所述应用包括在墙表面的应用。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
（1）本发明聚氨酯树脂涂料中加入了经过表面改性的碳纳米管，表面改性的碳纳米管（所述表面改性的碳纳米管是使用聚乙二醇和聚丙烯酸酯通过超声改性的碳纳米管，改性后的碳纳米管表面接入了特定化学基团，从而使得聚氨酯树脂涂料中的有机、无机组分之间的交联性提升）与水性聚氨酯树脂、水性聚丙烯酸酯乳液、填料的共同作用，使得制得的聚氨酯树脂涂料形成的涂层能同时具有良好的耐水性、耐腐蚀和力学性能（拉伸强度为3.7-4.1MPa）。耐体积分数95%的乙醇48小时，耐0.5mol/L醋酸溶液36小时、耐0.5mol/LNaOH溶液36小时，聚氨酯树脂涂料形成的涂层不出现粉化、破裂或发白现象。
（2）对水性聚丙烯酸酯乳液使用硅烷偶联剂、三羟基苯甲酸进行改性。可进一步提高聚氨酯树脂涂料形成的涂层的耐水性、耐腐蚀和力学性能，拉伸强度可达到4.5MPa，耐体积分数95%的乙醇、0.5mol/L醋酸的时间96小时，依然不出现粉化、破裂、发白现象。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
以下实施例或对比例使用的水性聚丙烯酸酯乳液按照CN106832106B的实施例1记载的技术方案制得。
聚氨酯树脂涂料，包括以下组分：水性聚氨酯树脂、水性聚丙烯酸酯乳液、表面改性的碳纳米管、填料、固化剂、水；
表面改性的碳纳米管是使用聚乙二醇和聚丙烯酸酯通过超声改性的碳纳米管。
表面改性的碳纳米管的制备过程为：称取碳纳米管置于溶剂中，超声分散；然后调节pH值至11-14，然后缓慢加入聚乙二醇和聚丙烯酸酯，继续超声分散，升温反应，制得表面改性的碳纳米管。
具体的，表面改性的碳纳米管的制备过程为：称取0.5-2份的碳纳米管置于30-40份溶剂（水和乙醇的混合物）中，超声40-60min分散；然后利用氢氧化钠调节pH值至11-14，然后缓慢加入聚乙二醇和聚丙烯酸酯，继续超声分散30-50min，升温至55-58℃，在此温度下反应3-5h，制得表面改性的碳纳米管。
聚乙二醇和聚丙烯酸酯的重量比为1：（4-12）。
超声的频率为25-40KHz。
填料同时含硅酸盐水泥、碳酸钙、石英砂，且硅酸盐水泥的含量占比填料重量的80-90%。
填料的目数为250-300目。
聚氨酯树脂涂料还包括助剂，助剂包括消泡剂、硅烷偶联剂、脂肪醇聚乙二醇硫酸铵、月桂醇硫酸钠、月桂酰谷氨酸、壬基酚聚乙二醇中的至少一种。
消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)。
固化剂为硫酸亚铜或硝酸亚铜。
聚氨酯树脂涂料，按重量份数计，包括以下组分：水性聚氨酯树脂20-38份、水性聚丙烯酸酯乳液50-70份、表面改性的碳纳米管0.1-1.2份、填料110-120份、固化剂0.5-2份、水100-150份。
聚氨酯树脂涂料，按重量份数计，包括以下组分：水性聚氨酯树脂20-35份、水性聚丙烯酸酯乳液55-70份、表面改性的碳纳米管0.1-1份、填料110-120份、固化剂0.5-2份、水100-150份、助剂1-5份。
水性聚丙烯酸酯乳液在加入前，使用硅烷偶联剂、三羟基苯甲酸进行改性。
聚氨酯树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水性聚氨酯树脂、表面改性的碳纳米管、水性聚丙烯酸酯乳液搅拌混合，得到混合物；
(2)将剩余组分搅拌混合，然后加入步骤(1)中的混合物中，继续搅拌，制得聚氨酯树脂涂料。
水性聚丙烯酸酯乳液在加入前，使用硅烷偶联剂、三羟基苯甲酸进行改性，改性的过程为：将水性聚丙烯酸酯乳液、硅烷偶联剂、三羟基苯甲酸按照重量比为1：（1-3）：（0.3-0.9）的比例混合，置于超声条件下分散1-2h。
步骤(1)中，搅拌的速度为500-700r/min；搅拌的时间为60-120min。
步骤(2)中，搅拌的速度为1000-1500r/min；搅拌的时间为30-60min。
实施例1：聚氨酯树脂涂料的制备
聚氨酯树脂涂料，按重量份数计，包括以下组分：水性聚氨酯树脂25份、水性聚丙烯酸酯乳液60份、表面改性的碳纳米管0.6份、填料110份（硅酸盐水泥95份、碳酸钙10份、石英砂5份，填料的目数为250-260目）、固化剂（硫酸亚铜）1份、水120份、助剂5份（氨丙基三乙氧基硅烷2份、月桂酰谷氨酸2份、聚二甲基硅氧烷1份）；
表面改性的碳纳米管的制备过程为：称取0.5份的碳纳米管置于30份溶剂（水15份和乙醇15份）中，超声40min分散；然后利用氢氧化钠调节pH值至11，加入聚乙二醇1份和聚丙烯酸酯5份，继续超声分散40min，升温至55℃，在此温度下反应5h，制得表面改性的碳纳米管。
上述聚氨酯树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水性聚氨酯树脂、表面改性的碳纳米管、水性聚丙烯酸酯乳液搅拌混合，搅拌的速度为550r/min，搅拌的时间为80min，得到混合物；
(2)将剩余组分搅拌混合，然后加入步骤(1)中的混合物中，继续搅拌，搅拌的速度为1200r/min，搅拌的时间为40min，制得聚氨酯树脂涂料。
实施例2：聚氨酯树脂涂料的制备
聚氨酯树脂涂料，按重量份数计，包括以下组分：水性聚氨酯树脂30份、水性聚丙烯酸酯乳液70份、表面改性的碳纳米管0.4份、填料120份（硅酸盐水泥95份、碳酸钙15份、石英砂10份，填料的目数为250-260目）、固化剂（硝酸亚铜）0.8份、水150份、助剂5份（氨丙基三乙氧基硅烷2份、月桂醇硫酸钠2份、聚二甲基硅氧烷1份）；
表面改性的碳纳米管的制备过程为：称取0.6份的碳纳米管置于30份溶剂（水15份和乙醇15份）中，超声50min分散；然后利用氢氧化钠调节pH值至13，加入聚乙二醇1份和聚丙烯酸酯8份，继续超声分散40min，升温至58℃，在此温度下反应4h，制得表面改性的碳纳米管。
上述聚氨酯树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水性聚氨酯树脂、表面改性的碳纳米管、水性聚丙烯酸酯乳液搅拌混合，搅拌的速度为600r/min，搅拌的时间为80min，得到混合物；
(2)将剩余组分搅拌混合，然后加入步骤(1)中的混合物中，继续搅拌，搅拌的速度为1400r/min，搅拌的时间为40min，制得聚氨酯树脂涂料。
实施例3：聚氨酯树脂涂料的制备
聚氨酯树脂涂料，按重量份数计，包括以下组分：水性聚氨酯树脂25份、水性聚丙烯酸酯乳液60份、表面改性的碳纳米管0.6份、填料110份（硅酸盐水泥95份、碳酸钙10份、石英砂5份，填料的目数为250-260目）、固化剂（硫酸亚铜）1份、水120份、助剂5份（氨丙基三乙氧基硅烷2份、月桂酰谷氨酸2份、聚二甲基硅氧烷1份）；
表面改性的碳纳米管的制备过程为：称取0.5份的碳纳米管置于30份溶剂（水15份和乙醇15份）中，超声40min分散；然后利用氢氧化钠调节pH值至11，加入聚乙二醇1份和聚丙烯酸酯5份，继续超声分散40min，升温至55℃，在此温度下反应5h，制得表面改性的碳纳米管。
上述聚氨酯树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水性聚氨酯树脂、表面改性的碳纳米管、水性聚丙烯酸酯乳液搅拌混合，搅拌的速度为550r/min，搅拌的时间为80min，得到混合物；
(2)将剩余组分搅拌混合，然后加入步骤(1)中的混合物中，继续搅拌，搅拌的速度为1200r/min，搅拌的时间为40min，制得聚氨酯树脂涂料；
步骤（1）中，水性聚丙烯酸酯乳液在加入前，使用硅烷偶联剂、三羟基苯甲酸进行改性，具体的过程为：将水性聚丙烯酸酯乳液、硅烷偶联剂（氨丙基三乙氧基硅烷）、三羟基苯甲酸按照重量比为1：2：0.6的比例混合，置于超声条件下分散2h。
实施例4：聚氨酯树脂涂料的制备
聚氨酯树脂涂料，按重量份数计，包括以下组分：水性聚氨酯树脂30份、水性聚丙烯酸酯乳液70份、表面改性的碳纳米管0.4份、填料120份（硅酸盐水泥95份、碳酸钙15份、石英砂10份，填料的目数为250-260目）、固化剂（硝酸亚铜）0.8份、水150份、助剂5份（氨丙基三乙氧基硅烷2份、月桂醇硫酸钠2份、聚二甲基硅氧烷1份）；
表面改性的碳纳米管的制备过程为：称取0.6份的碳纳米管置于30份溶剂（水15份和乙醇15份）中，超声50min分散；然后利用氢氧化钠调节pH值至13，加入聚乙二醇1份和聚丙烯酸酯8份，继续超声分散40min，升温至58℃，在此温度下反应4h，制得表面改性的碳纳米管。
上述聚氨酯树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水性聚氨酯树脂、表面改性的碳纳米管、水性聚丙烯酸酯乳液搅拌混合，搅拌的速度为600r/min，搅拌的时间为80min，得到混合物；
(2)将剩余组分搅拌混合，然后加入步骤(1)中的混合物中，继续搅拌，搅拌的速度为1400r/min，搅拌的时间为40min，制得聚氨酯树脂涂料；
步骤（1）中，水性聚丙烯酸酯乳液在加入前，使用硅烷偶联剂、三羟基苯甲酸进行改性，具体的过程为：将水性聚丙烯酸酯乳液、硅烷偶联剂（氨丙基三乙氧基硅烷）、三羟基苯甲酸按照重量比为1：3：0.5的比例混合，置于超声条件下分散1.5h。
实施例5：聚氨酯树脂涂料的制备
聚氨酯树脂涂料，按重量份数计，包括以下组分：水性聚氨酯树脂35份、水性聚丙烯酸酯乳液58份、表面改性的碳纳米管0.3份、填料110份（硅酸盐水泥85份、碳酸钙15份、石英砂10份，填料的目数为270-280目）、固化剂（硝酸亚铜）0.7份、水150份；
表面改性的碳纳米管的制备过程为：称取0.4份的碳纳米管置于30份溶剂（水15份和乙醇15份）中，超声50min分散；然后利用氢氧化钠调节pH值至13，缓慢加入聚乙二醇1份和聚丙烯酸酯8份，继续超声分散40min，升温至58℃，在此温度下反应4h，制得表面改性的碳纳米管。
上述聚氨酯树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水性聚氨酯树脂、表面改性的碳纳米管、水性聚丙烯酸酯乳液搅拌混合，搅拌的速度为600r/min，搅拌的时间为80min，得到混合物；
(2)将剩余组分搅拌混合，然后加入步骤(1)中的混合物中，继续搅拌，搅拌的速度为1400r/min，搅拌的时间为40min，制得聚氨酯树脂涂料；
步骤（1）中，水性聚丙烯酸酯乳液在加入前，使用硅烷偶联剂、三羟基苯甲酸进行改性，具体的过程为：将水性聚丙烯酸酯乳液、硅烷偶联剂（氨丙基三乙氧基硅烷）、三羟基苯甲酸按照重量比为1：1.5：0.8的比例混合，置于超声条件下分散1.5h。
实施例6：聚氨酯树脂涂料的制备
聚氨酯树脂涂料，按重量份数计，包括以下组分：水性聚氨酯树脂28份、水性聚丙烯酸酯乳液60份、表面改性的碳纳米管1.2份、填料120份（硅酸盐水泥95份、碳酸钙15份、石英砂10份，填料的目数为250-260目）、固化剂（硝酸亚铜）0.8份、水150份、助剂5份（氨丙基三乙氧基硅烷2份、月桂醇硫酸钠2份、聚二甲基硅氧烷1份）；
表面改性的碳纳米管的制备过程为：称取0.6份的碳纳米管置于30份溶剂（水15份和乙醇15份）中，超声50min分散；然后利用氢氧化钠调节pH值至13，加入聚乙二醇1.2份和聚丙烯酸酯8份，继续超声分散40min，升温至58℃，在此温度下反应4h，制得表面改性的碳纳米管。
上述聚氨酯树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水性聚氨酯树脂、表面改性的碳纳米管、水性聚丙烯酸酯乳液搅拌混合，搅拌的速度为650r/min，搅拌的时间为80min，得到混合物；
(2)将剩余组分搅拌混合，然后加入步骤(1)中的混合物中，继续搅拌，搅拌的速度为1450r/min，搅拌的时间为40min，制得聚氨酯树脂涂料；
步骤（1）中，水性聚丙烯酸酯乳液在加入前，使用硅烷偶联剂、三羟基苯甲酸进行改性，具体的过程为：将水性聚丙烯酸酯乳液、硅烷偶联剂（氨丙基三乙氧基硅烷）、三羟基苯甲酸按照重量比为1：3：0.7的比例混合，置于超声条件下分散1.5h。
实施例7：聚氨酯树脂涂料的制备
聚氨酯树脂涂料，按重量份数计，包括以下组分：水性聚氨酯树脂25份、水性聚丙烯酸酯乳液68份、表面改性的碳纳米管0.4份、填料115份（硅酸盐水泥90份、碳酸钙15份、石英砂10份，填料的目数为250-260目）、固化剂（硫酸亚铜）0.8份、水150份、助剂5份（氨丙基三乙氧基硅烷2份、月桂醇硫酸钠2份、壬基酚聚乙二醇1份）；
表面改性的碳纳米管的制备过程为：称取0.6份的碳纳米管置于30份溶剂（水15份和乙醇15份）中，超声50min分散；然后利用氢氧化钠调节pH值至13，加入聚乙二醇1份和聚丙烯酸酯8份，继续超声分散45min，升温至58℃，在此温度下反应3.5h，制得表面改性的碳纳米管。
上述聚氨酯树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水性聚氨酯树脂、表面改性的碳纳米管、水性聚丙烯酸酯乳液搅拌混合，搅拌的速度为600r/min，搅拌的时间为80min，得到混合物；
(2)将剩余组分搅拌混合，然后加入步骤(1)中的混合物中，继续搅拌，搅拌的速度为1400r/min，搅拌的时间为40min，制得聚氨酯树脂涂料；
步骤（1）中，水性聚丙烯酸酯乳液在加入前，使用硅烷偶联剂、三羟基苯甲酸进行改性，具体的过程为：将水性聚丙烯酸酯乳液、硅烷偶联剂（氨丙基三乙氧基硅烷）、三羟基苯甲酸按照重量比为1：2.4：0.5的比例混合，置于超声条件下分散1.5h。
实施例8：聚氨酯树脂涂料的制备（实施例8与实施例4的区别仅在于步骤（2）中的搅拌速度不同）
聚氨酯树脂涂料，按重量份数计，包括以下组分：水性聚氨酯树脂30份、水性聚丙烯酸酯乳液70份、表面改性的碳纳米管0.4份、填料120份（硅酸盐水泥95份、碳酸钙15份、石英砂10份，填料的目数为250-260目）、固化剂（硝酸亚铜）0.8份、水150份、助剂5份（氨丙基三乙氧基硅烷2份、月桂醇硫酸钠2份、聚二甲基硅氧烷1份）；
表面改性的碳纳米管的制备过程为：称取0.6份的碳纳米管置于30份溶剂（水15份和乙醇15份）中，超声50min分散；然后利用氢氧化钠调节pH值至13，加入聚乙二醇1份和聚丙烯酸酯8份，继续超声分散40min，升温至58℃，在此温度下反应4h，制得表面改性的碳纳米管。
上述聚氨酯树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水性聚氨酯树脂、表面改性的碳纳米管、水性聚丙烯酸酯乳液搅拌混合，搅拌的速度为600r/min，搅拌的时间为80min，得到混合物；
(2)将剩余组分搅拌混合，然后加入步骤(1)中的混合物中，继续搅拌，搅拌的速度为400r/min，搅拌的时间为40min，制得聚氨酯树脂涂料；
步骤（1）中，水性聚丙烯酸酯乳液在加入前，使用硅烷偶联剂、三羟基苯甲酸进行改性，具体的过程为：将水性聚丙烯酸酯乳液、硅烷偶联剂（氨丙基三乙氧基硅烷）、三羟基苯甲酸按照重量比为1：3：0.5的比例混合，置于超声条件下分散1.5h。
对比例1
与实施例1相比，对比例1的区别仅在于，在表面改性的碳纳米管的制备过程，对比例1中用等量的聚乙烯醇代替实施例1中的聚乙二醇，用等量的丙烯酸代替实施例1中的聚丙烯酸酯，其余组分和制备过程与实施例1相同。
对比例2
与实施例2相比，对比例2中用未经表面改性的碳纳米管代替实施例2中的表面改性的碳纳米管，其余组分和制备过程与实施例2相同。
产品效果测试
1.聚氨酯树脂涂料耐水性测试
取实施例1-4、实施例8、对比例1-2制得的聚氨酯树脂涂料，按照《GBT 23445-2009聚合物水泥防水涂料》中的要求测试聚氨酯树脂涂料形成的涂层的耐水性，结果如表1所示。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例8 对比例1 对比例2
不透水性（0.3MPa，30min） 通过 通过 通过 通过 通过 通过 不通过
抗渗性（MPa） 1.8 1.9 2.2 2.3 2.0 1.3 0.6
从表1可以看出，本发明实施例1-4、实施例8制得的聚氨酯树脂涂料具有良好的抗水渗透性，明显优于对比例1-2。表明本发明的碳纳米管经过特定的表面改性后，制得的聚氨酯树脂涂料形成的涂层具有良好的耐水性。从实施例3-4与实施例1-2的结果可以看出，水性聚丙烯酸酯乳液在加入前，使用硅烷偶联剂、三羟基苯甲酸进行改性，可进一步提高聚氨酯树脂涂料形成的涂层的耐水性。从实施例4和实施例8的结果可以看出，制备聚氨酯树脂涂料的步骤（2）中搅拌速度对抗渗性具有显著影响。
2.聚氨酯树脂涂料耐乙醇、醋酸溶液、氢氧化钠溶液测试
取实施例1、实施例3、对比例1-2制得的聚氨酯树脂涂料，通过常规方法固化形成涂层，然后进行耐体积分数95%的乙醇48小时，耐0.5mol/L醋酸溶液36小时、耐0.5mol/LNaOH溶液36小时的测试，然后观察涂层是否出现粉化、破裂或发白现象，结果如表2所示。
表2
耐体积分数95%的乙醇48小时 耐0.5mol/L醋酸溶液36小时 耐0.5mol/L NaOH溶液36小时
实施例1 不出现粉化、破裂、发白现象 不出现粉化、破裂、发白现象 不出现粉化、破裂、发白现象
实施例3 不出现粉化、破裂、发白现象 不出现粉化、破裂、发白现象 不出现粉化、破裂、发白现象
对比例1 不出现粉化、破裂、发白现象 不出现粉化、破裂、发白现象 出现轻微粉化、破裂现象
对比例2 不出现粉化、破裂、发白现象 出现轻微粉化、破裂现象 出现明显粉化、破裂现象
从表2可以看出，本发明实施例1、3制得的聚氨酯树脂涂料形成的涂层耐体积分数95%的乙醇48小时，耐0.5mol/L醋酸溶液36小时、耐0.5mol/L NaOH溶液36小时不出现粉化、破裂、发白现象，表明本发明制得的聚氨酯树脂涂料形成的涂层具有良好的耐腐蚀性能。
另外，取实施例4制得的聚氨酯树脂涂料形成的涂层耐体积分数95%的乙醇、0.5mol/L醋酸溶液的时间96小时，依然不出现粉化、破裂、发白现象。
3.力学性测试
取实施例2-4、实施例8，对比例1-2制得的聚氨酯树脂涂料，按照《GBT 23445-2009聚合物水泥防水涂料》中的要求测试聚氨酯树脂涂料形成的涂层的力学性能（拉伸强度），结果如表3所示。
表3
实施例2 实施例3 实施例4 实施例8 对比例1 对比例2
拉伸强度（MPa） 3.7 4.3 4.5 4.1 3.0 2.6
从表3可以看出，本发明实施例2-4、8制得的聚氨酯树脂涂料形成的涂层的拉伸强度明显优于对比例1-2。而且，从实施例2和实施例4的结果可以看出，水性聚丙烯酸酯乳液在加入前，使用硅烷偶联剂、三羟基苯甲酸进行改性，可进一步提高聚氨酯树脂涂料形成的涂层的拉伸强度。
测试实施例2-4、实施例8制得的聚氨酯树脂涂料的断裂伸长率分别为290%、260%、250%、270%，满足《GBT 23445-2009聚合物水泥防水涂料》中规定的200%。
上述实施例5-7制得的聚氨酯树脂涂料的耐水性、耐乙醇、醋酸溶液、氢氧化钠溶液、力学性能测试结果与实施例3类似。

Claims (12)

1.聚氨酯树脂涂料，其特征在于，包括以下组分：水性聚氨酯树脂、水性聚丙烯酸酯乳液、表面改性的碳纳米管、填料、固化剂、水；
所述表面改性的碳纳米管是使用聚乙二醇和聚丙烯酸酯通过超声改性的碳纳米管；
所述填料包括水泥。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯树脂涂料，其特征在于，所述表面改性的碳纳米管的制备过程为：称取碳纳米管置于溶剂中，超声分散，然后调节pH值至11-14，加入聚乙二醇和聚丙烯酸酯，继续超声分散，升温反应，制得所述表面改性的碳纳米管。
3.根据权利要求2所述的聚氨酯树脂涂料，其特征在于，所述表面改性的碳纳米管的制备过程为：称取0.5-2份的碳纳米管置于30-40份溶剂中，超声分散，然后利用氢氧化钠调节pH值至11-14，加入聚乙二醇和聚丙烯酸酯，继续超声分散，升温至55-58℃，反应3-5h，制得所述表面改性的碳纳米管。
4.根据权利要求3所述的聚氨酯树脂涂料，其特征在于，所述聚乙二醇和聚丙烯酸酯的重量比为1：（4-12）。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯树脂涂料，其特征在于，所述聚氨酯树脂涂料还包括助剂，所述助剂包括消泡剂、硅烷偶联剂、脂肪醇聚乙二醇硫酸铵、月桂醇硫酸钠、月桂酰谷氨酸、壬基酚聚乙二醇中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的聚氨酯树脂涂料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：水性聚氨酯树脂20-38份、水性聚丙烯酸酯乳液50-70份、表面改性的碳纳米管0.1-1.2份、填料110-120份、固化剂0.5-2份、水100-150份。
7.根据权利要求5所述的聚氨酯树脂涂料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：水性聚氨酯树脂20-35份、水性聚丙烯酸酯乳液55-70份、表面改性的碳纳米管0.1-1份、填料110-120份、固化剂0.5-2份、水100-150份、助剂1-5份。
8.根据权利要求1所述的聚氨酯树脂涂料，其特征在于，所述水性聚丙烯酸酯乳液使用硅烷偶联剂、三羟基苯甲酸进行改性。
9.一种权利要求1-8任一项所述的聚氨酯树脂涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将所述水性聚氨酯树脂、表面改性的碳纳米管、水性聚丙烯酸酯乳液搅拌混合，得到混合物；
(2)将剩余组分搅拌混合，然后加入步骤(1)的混合物中，继续搅拌，制得所述聚氨酯树脂涂料。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述水性聚丙烯酸酯乳液在加入前，使用硅烷偶联剂、三羟基苯甲酸进行改性，改性的过程为：将所述水性聚丙烯酸酯乳液、硅烷偶联剂、三羟基苯甲酸按照重量比为1：（1-3）：（0.3-0.9）的比例混合，置于超声条件下分散1-2h。
11.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述搅拌的速度为1000-1500r/min，所述搅拌的时间为30-60min。
12.权利要求1-8任一项所述的聚氨酯树脂涂料在建筑领域中的应用。
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