一种改性水性聚氨酯重防腐涂料及其制备方法技术

本发明专利技术属于水性涂料领域，具体涉及一种改性水性聚氨酯重防腐涂料及其制备方法。一种改性水性聚氨酯重防腐涂料，包括以下重量份的原料：水性聚氨酯60～85份，改性二氧化钛2～6份，环氧树脂8～16份，丙三醇0.2～3份，三羟甲基丙烷0.2～2份，邻苯二甲酸二丁酯2～10份，901消泡剂0.5～5份，硫酸钡2～10份，流平剂0.1～2.5份，水30～60份。本发明专利技术通过改性后的二氧化钛改性合成了一种固体含量适宜、耐刷涂、耐酸耐碱性、力学性能、耐候性能优越的改性水性聚氨酯重防腐涂料。

A Modified Waterborne Polyurethane Heavy-duty Anticorrosive Coating and Its Preparation Method

The invention belongs to the field of waterborne coatings, in particular to a modified waterborne polyurethane heavy-duty anticorrosive coating and a preparation method thereof. A modified waterborne polyurethane heavy-duty anticorrosive coating includes 60-85 parts of waterborne polyurethane, 2-6 parts of modified titanium dioxide, 8-16 parts of epoxy resin, 0.2-3 parts of glycerol, 0.2-2 parts of trimethylolpropane, 2-10 parts of dibutyl phthalate, 0.5-5 parts of 901 defoamer, 2-10 parts of barium sulfate, 0.1-2.5 parts of leveling agent and 30-60 parts of water. The invention synthesizes a modified waterborne polyurethane heavy-duty anticorrosive coating with suitable solid content, brush resistance, acid and alkali resistance, mechanical properties and weather resistance by modifying the modified titanium dioxide.

【技术实现步骤摘要】
一种改性水性聚氨酯重防腐涂料及其制备方法
本专利技术属于水性涂料领域，具体涉及一种采用二氧化钛改性水性聚氨酯的重防腐涂料及其制备方法。
技术介绍
涂料是一种涂装工艺，对物体起到某些特定作用的一类材料的总称。现有的涂料主要是合成树脂，而防腐涂料在涂料的组成中占很大比重；防腐涂料分为常规防腐涂料和重防腐涂料：常规防腐涂料能够对有色金属起保护作用，延长其使用年限；重防腐涂料更能在恶劣的环境下使用，其使用年限更长。聚氨酯材料具有优良的耐候性、耐碱性以及耐冲击性等特点，因此在涂料和胶黏剂等领域都得到了广泛的应用，但是单组分的水性聚氨酯也存在一些问题。如干燥时间、耐盐水性等问题，不能很好的满足人们的生活所需，因此研究者将眼光放在了对水性聚氨酯的改性上。目前改性的方法大致分为：化学改性和物理改性。而化学改性的方法有很多，其中包括丙烯酸改性、有机硅改性和环氧树脂改性等，以及纳米二氧化硅，纳米碳酸钙，蒙脱土等无机复合改性。其中，环氧树脂改性所得聚氨酯乳液存在稳定性差的问题，而丙烯酸改性聚氨酯涂料存在涂膜耐水性和耐溶剂性较差、涂膜干燥时间较长等问题。近年来，利用纳米材料改性已成为聚合物改性的主要手段之一，对水性聚氨酯的改性研究也取得了重要进展。另一方面，纳米技术已经渗透到很多领域，为改造传统产业、提高科技含量提供了新的机遇。纳米技术在外墙涂料中的应用，为开发新型外墙涂料开辟了一条新的途径。当前较多采用了氧化硅、氧化钛、碳酸钙、氧化锌等无机纳米粒子改性涂料，赋予涂料优异的性能和功能。然而，无机纳米粒子具有较高的活性，易于团聚，难以长期稳定分散。这是纳米改性水性聚氨酯涂料合成需解决的问题。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种改性水性聚氨酯重防腐涂料及其制备方法，使得该重防腐涂料的固含量与铅笔硬度均得到提高，且其耐刷涂性能也得到了改善。(二)技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种改性水性聚氨酯重防腐涂料，包括以下重量份的原料：水性聚氨酯60～85份，改性二氧化钛2～6份，环氧树脂8～16份，丙三醇0.2～3份，三羟甲基丙烷0.2～2份，邻苯二甲酸二丁酯2～10份，901消泡剂0.5～5份，硫酸钡2～10份，流平剂0.1～2.5份，水30～60份。作为本专利技术的一种优选技术方案，包括以下重量份的原料：水性聚氨酯60～75份，改性二氧化钛2～4份，环氧树脂10～13份，丙三醇0.8～2份，三羟甲基丙烷0.5～1.5份，邻苯二甲酸二丁酯4～8份，901消泡剂2～4份，硫酸钡3～7份，流平剂0.1～1.5份，水35～55份。作为本专利技术的一种优选技术方案，包括以下重量份的原料：水性聚氨酯70份，改性二氧化钛3份，环氧树脂11份，丙三醇1.2份，三羟甲基丙烷0.8份，邻苯二甲酸二丁酯5份，901消泡剂2.5份，硫酸钡5份，流平剂0.5份，水40份。优选地，流平剂为聚二甲基硅氧烷。一种如权利要求1所述的改性水性聚氨酯重防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)制备二氧化钛①量取95％无水乙醇置于烧杯中，然后向烧杯中缓慢滴加钛酸丁酯和三乙醇胺，制得S1溶液；②将所述S1溶液升温至50℃，60min后，再向所述S1溶液中加入乙醇和去离子水并混合均匀，制得S2溶液；③将所述S2溶液的温度升至60℃，反应30min，即得二氧化钛胶体；④将所述二氧化钛胶体置于电窑中烧制，即得二氧化钛；(2)改性二氧化钛①将步骤(1)制得的二氧化钛和十二烷基磺酸钠加入到40mL草酸溶液中，40℃温度下搅拌30min，制得S3溶液；②将20％的硅烷偶联剂KH-550和十二烷基磺酸钠在40℃温度下，混合搅拌至澄清，制得S4溶液；③将所述S4溶液加入S3溶液中，升温至80℃，反应4h，即得改性二氧化钛；(3)改性水性聚氨酯①按照上述重量份，分别称量水性聚氨酯，改性二氧化钛，环氧树脂，丙三醇，三羟甲基丙烷，邻苯二甲酸二丁酯，901消泡剂，硫酸钡和流平剂；②安装分散砂磨两用机，并将电动搅拌器固定，然后在电动搅拌器下方固定500ml的塑料杯；③将水性聚氨酯置于塑料杯中，然后依次加入改性二氧化钛、环氧树脂、丙三醇、三羟甲基丙烷、邻苯二甲酸二丁酯，在700r/min的转速下反应，制得S5溶液；④将硫酸钡加入所述S5溶液中，将转速调整至1600r/min反应；待反应将要结束时，加入901消泡剂，流平剂和自来水，即得二氧化钛改性水性聚氨酯的重防腐涂料。优选地，步骤(1)中，所述钛酸丁酯和三乙醇胺的配比为(4～8)：1；所述二氧化钛的平均粒径为0.811μm。优选地，步骤(1)中，所述二氧化钛胶体在电窑中的烧制过程包括五个阶段：第一阶段，烧制温度为100～320℃时，烧制时间为30min；第二阶段，烧制温度为320～5000℃时，烧制时间为30min；第三阶段，烧制温度为500～700℃时，烧制时间为30min；第四阶段，烧制温度为700～1000℃时，烧制时间为30min；第五阶段，烧制温度为1000℃时，烧制时间为60min。优选地，步骤(2)中，经硅烷偶联剂KH-550改性后制得的改性二氧化钛的平均粒径为0.379μm。一种改性水性聚氨酯重防腐涂料的应用，将步骤(3)中制得的二氧化钛改性水性聚氨酯的重防腐涂料静置，然后将重防腐涂料在马口铁上至少刷涂两遍，且任意两遍刷涂的间隔时间均大于0。(三)有益效果与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)经硅烷偶联剂改性的二氧化钛粉末的粒径更为均匀、微小，二氧化钛表面的接枝改性有利于其在涂料中分散，有助于提高涂料的性能。(2)本专利技术通过将二氧化钛改性合成了一种固体含量适宜、耐刷涂、耐酸耐碱性、力学性能、耐候性能优越的改性水性聚氨酯重防腐涂料。附图说明图1为实施例1中改性前后二氧化钛的红外光谱图；图2为实施例1中改性前二氧化钛的粒径测试图；图3为实施例1中改性后二氧化钛的粒径测试图；图4为实施例1中改性前二氧化钛的XRD图谱；图5为实施例1中改性后二氧化钛的XRD图谱；图6为实施例1、对比例1和对比例2冲击强度的结果示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种改性水性聚氨酯重防腐涂料，包括以下重量份的原料：水性聚氨酯70份，改性二氧化钛3份，环氧树脂11份，丙三醇1.2份，三羟甲基丙烷0.8份，邻苯二甲酸二丁酯5份，901消泡剂2.5份，硫酸钡5份，流平剂0.5份，水40份。一种上述改性水性聚氨酯重防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)制备二氧化钛①量取95％无水乙醇置于烧杯中，然后向烧杯中缓慢滴加钛酸丁酯和三乙醇胺，制得S1溶液；②将S1溶液升温至50℃，60min后，再向S1溶液中加入95％无水乙醇和去离子水并混合均匀，制得S2溶液；其中，钛酸丁酯和三乙醇胺的配比为4：1；③将S2溶液的温度升至60℃，反应30min，即得二氧化钛胶体；④将二氧化钛胶体置于电窑中烧制，分为连续、不间断的五个阶段：第一阶段，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性水性聚氨酯重防腐涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：水性聚氨酯60～85份，改性二氧化钛2～6份，环氧树脂8～16份，丙三醇0.2～3份，三羟甲基丙烷0.2～2份，邻苯二甲酸二丁酯2～10份，901消泡剂0.5～5份，硫酸钡2～10份，流平剂0.1～2.5份，水30～60份。

【技术特征摘要】
1.一种改性水性聚氨酯重防腐涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：水性聚氨酯60～85份，改性二氧化钛2～6份，环氧树脂8～16份，丙三醇0.2～3份，三羟甲基丙烷0.2～2份，邻苯二甲酸二丁酯2～10份，901消泡剂0.5～5份，硫酸钡2～10份，流平剂0.1～2.5份，水30～60份。2.根据权利要求1所述的改性水性聚氨酯重防腐涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：水性聚氨酯60～75份，改性二氧化钛2～4份，环氧树脂10～13份，丙三醇0.8～2份，三羟甲基丙烷0.5～1.5份，邻苯二甲酸二丁酯4～8份，901消泡剂2～4份，硫酸钡3～7份，流平剂0.1～1.5份，水35～55份。3.根据权利要求2所述的改性水性聚氨酯重防腐涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：水性聚氨酯70份，改性二氧化钛3份，环氧树脂11份，丙三醇1.2份，三羟甲基丙烷0.8份，邻苯二甲酸二丁酯5份，901消泡剂2.5份，硫酸钡5份，流平剂0.5份，水40份。4.根据权利要求1所述的改性水性聚氨酯重防腐涂料，其特征在于，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷。5.一种如权利要求1所述的改性水性聚氨酯重防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备二氧化钛①量取95％无水乙醇置于烧杯中，然后向烧杯中缓慢滴加钛酸丁酯和三乙醇胺，制得S1溶液；②将所述S1溶液升温至50℃，60min后，再向所述S1溶液中加入乙醇和去离子水并混合均匀，制得S2溶液；③将所述S2溶液的温度升至60℃，反应30min，即得二氧化钛胶体；④将所述二氧化钛胶体置于电窑中烧制，即得二氧化钛；(2)改性二氧化钛①将步骤(1)制得的二氧化钛和十二烷基磺酸钠加入到40mL草酸溶液中，40℃温度下搅拌30min，制得S3溶液；②将20％的硅烷偶联剂KH-550和十二烷基磺酸钠在40℃温度下，混合搅拌至澄清，制得S4溶液；③将所述S4溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁冰雪，韩二帅，刘丽华，李山鹰，陈树芳，赵振新，乔红岩，杜龙升，
申请(专利权)人：河南城建学院，平顶山市海德化工有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41