[发明专利]一种环保耐热水性聚氨酯涂料

说明书

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种环保耐热水性聚氨酯涂料。

背景技术

聚氨酯指的是分子主链中含氨基甲酸酯键的一类聚合物的统称，通常情况下由异氰酸酯和多元醇发生加聚反应生成。水性聚氨酯以水做分散剂替代了溶剂型聚氨酯中的有机溶剂，不仅环保无毒低能耗，而且因为分子链的物理化学结构保持不变，相比于溶剂型聚氨酯，水性聚氨酯具有以下优点:以水作为分散介质，不含或仅含有少量有机溶剂；反应过程中釆用低沸点低毒的丙酮作为溶剂，能够实现回收利用，节约能源；可通过加水调节固含量进行稀释，施工安全便捷，易清理。但是水性聚氨酯同时也具有以下的缺点：如低分子量，低光泽度，较低的硬度，较差的耐老化性能以及由于亲水基团的引入和以水作为分散体系带来的耐水性差，固含量低等，因而限制了其应用范围。当前阶段国内外许多聚氨酯方面的科研工作者致力于水性聚氨酯的改性研究,以弥补其性能方面的不足。

现存的水性聚氨酯涂料，其耐热性、耐水性欠佳，硬度低不能满足社会的要求，需要进一步研究和改进。

发明内容

本发明提出了一种环保耐热水性聚氨酯涂料，其耐热性好，耐水性强，硬度高，使用寿命长。

本发明提出了一种环保耐热水性聚氨酯涂料，其原料按重量份数包括以下组分：改性水性聚氨酯50-80份、水性丙烯酸树脂10-30份、环氧树脂10-20份、脂肪族聚异氰酸酯5-8份、有机改性粘土15-30份、改性纳米纤维素8-20份、丝素蛋白5-20份、纳米二氧化钛3-8份、纳米蒙脱土10-18份、植物油5-8份、丙三醇1-1.8份、乙二醇丙醚0.5-1.8份、丙二醇单醚0.8-1.9份、季戊四醇0-1.5份、有机硅微珠1-3份、改性碳纳米管3-6份；

其中，所述改性水性聚氨酯按照以下工艺进行制备：在氮气的保护下，按重量份在30-60份聚丙二醇中依次加入40-50份甲苯二异氰酸酯和2-5份葡萄糖，在红外灯下搅拌加热至80-85℃，保温反应150-200min，然后加入15-30份丙酮，降温至25-30℃，依次加入13-18份二甘醇、3-5份二羟甲基丙酸、0.5-2.5份辛酸亚锡和0.8-2.3份二月桂酸二丁基锡，升温至55-60℃，搅拌反应150-200min，降温至25-30℃，加入5-12份氨基磺酸钠和20-35份丙酮，升温至55-60℃，搅拌反应30-50min，降温至25-30℃，加入5-20份乙二胺和30-60份去离子水，在500-1000r/min的转速下搅拌200-350min，降温后，挥发，得到所述改性水性聚氨酯。

优选地，其原料按重量份数包括以下组分：改性水性聚氨酯60-70份、水性丙烯酸树脂13-25份、环氧树脂15-17份、脂肪族聚异氰酸酯6-6.9份、有机改性粘土22-26份、改性纳米纤维素10-17份、丝素蛋白9-16份、纳米二氧化钛5-6.8份、纳米蒙脱土13-16份、植物油5.9-6.8份、丙三醇1.4-1.7份、乙二醇丙醚0.9-1.5份、丙二醇单醚1.3-1.6份、季戊四醇0.5-1.2份、有机硅微珠1.4-2.3份、改性碳纳米管3.6-5.6份。

优选地，其原料按重量份数包括以下组分：改性水性聚氨酯67份、水性丙烯酸树脂18份、环氧树脂15份、脂肪族聚异氰酸酯6.6份、有机改性粘土25份、改性纳米纤维素15.6份、丝素蛋白14.3份、纳米二氧化钛5.8份、纳米蒙脱土13.7份、植物油6.3份、丙三醇1.47份、乙二醇丙醚1.35份、丙二醇单醚1.4份、季戊四醇1.1份、有机硅微珠2.2份、改性碳纳米管4份。

优选地，所述植物油为蓖麻油、亚麻油、豆油、菜籽油中的一种或者是多种的组合。

优选地，所述有机改性粘土的改性剂为硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂。

优选地，所述氨基硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基三乙氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或者多种的组合。