一种防水水性聚氨酯涂料与涂饰剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种防水水性聚氨酯涂料与涂饰剂的制备方法，向聚氨酯预聚体A中加入二羟甲基丁酸17.3g，于75~80℃反应1~2h，加入三乙胺8.9g进行中和反应30~60min，加水130g进行乳化1~2h，并加入2,6‑二甲基吡啶‑4‑羧酸甲酯0.6g，反应温度85℃，反应时间1h，调节体系pH为7~8，得到水性聚氨酯涂料；将得到的混合溶液和得到的水性聚氨酯涂料倒在的模板上，用波长为260nm的紫外光照射模板上的混合溶液20min，得到高机械强度的仿生结构的超疏油的水下自清洁的聚合物复合膜，即为防水水性聚氨酯涂料与涂饰剂，所得膜具有良好的防水性能。

Preparation of a Waterproof Waterborne Polyurethane Coating and Finishing Agent

The invention discloses a preparation method of waterproof waterborne polyurethane coating and finishing agent, which adds 17.3g Dihydroxymethyl butyric acid to polyurethane prepolymer A, reacts for 1-2h at 75-80 C, neutralizes with 8.9g triethylamine for 30-60min, emulsifies with 130g water for 1-2h, and adds 2,6 dimethylpyridine 4 carboxylic acid methyl ester for 0.6g, reaction temperature for 85 C, reaction time for 1h, and adjusts the pH of the system for 1h. 7-8, water-borne polyurethane coating was obtained; the obtained mixed solution and the obtained water-borne polyurethane coating were poured onto the template, and the mixed solution on the template was irradiated by ultraviolet light at 260 nm for 20 minutes to obtain the underwater self-cleaning polymer composite film with high mechanical strength and bionic structure, i.e. waterproof waterborne polyurethane coating and finishing agent. The obtained film has good waterproof performance. Performance.

【技术实现步骤摘要】
一种防水水性聚氨酯涂料与涂饰剂的制备方法
本专利技术属于水性聚氨酯涂料领域，具体涉及一种防水水性聚氨酯涂料与涂饰剂的制备方法。
技术介绍
水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水为溶剂，无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。聚氨酯树脂的水性化已逐步取代溶剂型，成为聚氨酯工业发展的重要方向。水性聚氨酯可广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂。依亲水性基团的电荷性质，水性聚氨酯可分为阴离子型水性聚氨酯、阳离子型水性聚氨酯和非离子型水性聚氨酯。其中阴离子型最为重要，分为羧酸型和磺酸型两大类。依合成单体不同水性聚氨酯可分为聚醚型、聚酯型和聚醚、聚酯混合型。依照选用的二异氰酸酯的不同，水性聚氨酯又可分为芳香族和脂肪族，或具体分为TDI型、HDI型等等。依产品包装形式水性聚氨酯可分为单组分水性聚氨酯和双组分水性聚氨酯。水性聚氨酯整个合成过程可分为两个阶段。第一阶段为预逐步聚合，即由低聚物二醇、扩链剂、水性单体、二异氰酸酯通过溶液逐步聚合生成相对分子质量为l000量级的水性聚氨酯预聚体；第二阶段为中和后预聚体在水中的分散。鱼鳞是呈叠层状分布，其层与层之间结合比较紧密，单个鳞片呈现出不规则中间厚两边薄的6边形形状，由于其独特的排列方式，鱼鳞表面有暴露区和非暴露区，被上一层所覆盖的为非暴露区，鱼鳞表面分为3个区，埋在真皮层且被盖住的为顶区；暴露在外的为基区;两侧为侧区，3区的焦点为鳞焦。电子显微镜下观察鳞片表面有同心圆状的部分为环状线被称为鳞嵴和不连续的放射线部分即鳞沟，大部分鱼鳞有3条鳞沟，仿造鱼鳞表面的凹孔，建立三维鱼鳞形凹孔简化模型，该模型具有较为明显的减阻效果，相对于光滑表面，鱼鳞形凹坑表面利用仿鱼鳞的超疏水表面，提高材料的防水性。201610553980.7公开了一种环保型聚氨酯防水涂料的制备方法，包括将己二醇与6~12烷基二羧酸进行特定的反应后得到结晶性聚酯多元醇，再将结晶性聚酯多元醇5~10份与聚氨酯树脂10~20份，二苯甲烷二异氰酸酯1~5份、氯化石蜡10~20份、聚醚多元醇5~15份、轻钙10~20份、重钙10~20份、芳烃油0.5~2份、催化剂0.05~0.1份进行混合得到环保型聚氨酯防水涂料。本专利技术未使用高毒性的TDI，绿色环保，得到的聚氨酯防水涂料表干时间不大于7h，实干时间不大于22h，粘结强度超过1.1Mpa，断裂伸长率超过580%，撕裂强度超过25N/mm，本专利技术的优势是不使用TDI，采用芳烃油进行防水，目前聚氨酯的防水大多数采用防水材料进行防水。
技术实现思路
本专利技术公开了一种防水水性聚氨酯涂料与涂饰剂的制备方法，采用了聚氨酯涂料与马来酸酐、纳米二氧化钛、对甲苯磺酸的再紫外线作用下，提高聚氨酯涂料和涂饰剂的防水性能力，同时采用2,6-二甲基吡啶-4-羧酸甲酯提高聚氨酯的表干和实干时间，二甲基苯胺和六钼酸提高其防水性能，采用固化剂和固化增效剂来提高聚氨酯的固化和交联结合，提高其防水性能。一种防水水性聚氨酯涂料与涂饰剂的制备方法，其特征在于：（1）在装有搅拌浆、温度计、冷凝管250ml的三口烧瓶中，将二元醇18.4g、异氰酸酯57.6g混合，在催化剂二月桂酸二丁基锡0.72g存在的条件下，于70~80℃下反应1~3h，得到聚氨酯预聚体A；（2）向聚氨酯预聚体A中加入二羟甲基丁酸17.3g，于75~80℃反应1~2h，加入三乙胺8.9g进行中和反应30~60min，加水130g进行乳化1~2h，并加入2,6-二甲基吡啶-4-羧酸甲酯0.6g，反应温度85℃，反应时间1h，调节体系pH为7~8，得到水性聚氨酯涂料；3）将带有鱼鳞的鱼皮剥下（总共32g），依次放入质量浓度为30％、50％、70％、90％、100％的梯度酒精中脱水，然后放入温度为60℃的烘箱中烘干，获得干燥的带有鱼鳞的鱼皮；4）将聚二甲基硅氧烷、固化剂、固化增效剂和4-氯-1-丁醇按照质量比为6∶1：0.1：0.01的比例混合得到混合物（总重量12g），然后将混合物倒于步骤3)得到的带有鱼鳞一面的鱼皮上，在真空容器中抽真空后转移到温度为120℃的烘箱中固化1~2h；固化后，将聚二甲基硅氧烷、固化剂、固化增效剂和4-氯-1-丁醇的混合物与鱼皮剥离，得到复型鱼鳞的表面具有鱼鳞反结构的固化的聚二甲基硅氧烷与固化剂的混合物模板；5)将马来酸酐12g、纳米二氧化钛1~3g、对甲苯磺酸1~3g、二甲基苯胺3.1g、六钼酸1.7g、四丁基溴化铵0.3g溶于水40~50g中得到混合溶液，经过超声15分钟，搅拌2~3h，使混合溶液混合均匀；6)将步骤5)得到的混合溶液和步骤2）得到的水性聚氨酯涂料倒在步骤4)得到的模板上，用波长为260nm的紫外光照射模板上的混合溶液20min，使马来酸酐和纳米二氧化钛在引发剂对甲苯磺酸的作用下发生交联聚合得到复合物，将得到的复合物与模板剥离，并放入水中反复冲洗，除去未反应的马来酸酐单体，得到高机械强度的仿生结构的超疏油的水下自清洁的聚合物复合膜，即为防水水性聚氨酯涂料与涂饰剂。所述的二元醇为聚四氢呋喃醚二醇、聚碳酸酯二醇、1,4-丁二醇的的任意一种；所述异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯的任意一种；所述固化剂为聚（N-异丙基丙烯酰胺）、对氯三氯甲苯、N,N-二乙基羟胺的任意一种；所述固化增效剂为3-硝基-4-甲氧基苯胺、2-硝基-4-甲氧基苯胺、4,4'-氧代双(苯磺酰氯)、2,4-二甲基乙酰乙酰苯胺的任意一种。本专利技术的优势在于：（1）仿造鱼鳞表面的凹孔，建立三维鱼鳞形凹孔简化模型，该模型具有较为明显的防水性能。（2）2,6-二甲基吡啶-4-羧酸甲酯提高聚氨酯的表干和实干时间。（3）二甲基苯胺和六钼酸提高其防水性能，采用固化剂和固化增效剂来提高聚氨酯的固化和交联结合，提高其防水性能，四丁基溴化铵增强膜低温耐折性，4-氯-1-丁醇便于固化剂和鱼鳞剥离。具体实施方式实施例1一种防水水性聚氨酯涂料与涂饰剂的制备方法，其特征在于：（1）在装有搅拌浆、温度计、冷凝管250ml的三口烧瓶中，将聚四氢呋喃醚二醇18.4g、二苯甲烷二异氰酸酯57.6g混合，在催化剂二月桂酸二丁基锡0.72g存在的条件下，于70℃下反应1h，得到聚氨酯预聚体A；（2）向聚氨酯预聚体A中加入二羟甲基丁酸17.3g，于75℃反应1h，加入三乙胺8.9g进行中和反应30min，加水130g进行乳化1h，并加入2,6-二甲基吡啶-4-羧酸甲酯0.6g，反应温度85℃，反应时间1h，调节体系pH为7~8，得到水性聚氨酯涂料；3）将带有鱼鳞的鱼皮剥下（总共32g），依次放入质量浓度为30％、50％、70％、90％、100％的梯度酒精中脱水，然后放入温度为60℃的烘箱中烘干，获得干燥的带有鱼鳞的鱼皮；4）将聚二甲基硅氧烷、聚（N-异丙基丙烯酰胺）固化剂、3-硝基-4-甲氧基苯胺固化增效剂和4-氯-1-丁醇按照质量比为6∶1：0.1：0.01的比例混合得到混合物（总重量12g），然后将混合物倒于步骤3)得到的带有鱼鳞一面的鱼皮上，在真空容器中抽真空后转移到温度为120℃的烘箱中固化1h；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防水水性聚氨酯涂料与涂饰剂的制备方法，其特征在于：（1）在装有搅拌浆、温度计、冷凝管250ml的三口烧瓶中，将二元醇18.4g、异氰酸酯57.6g混合，在催化剂二月桂酸二丁基锡0.72g存在的条件下，于70~80℃下反应1~3h，得到聚氨酯预聚体A；（2）向聚氨酯预聚体A中加入二羟甲基丁酸17.3g，于75~80℃反应1~2h，加入三乙胺8.9g进行中和反应30~60min，加水130g进行乳化1~2h，并加入2,6‑二甲基吡啶‑4‑羧酸甲酯0.6g，反应温度85℃，反应时间1h，调节体系pH为7~8，得到水性聚氨酯涂料；3）将带有鱼鳞的鱼皮剥下（总共32g），依次放入质量浓度为 30％、50％、70％、90％、100％的梯度酒精中脱水，然后放入温度为 60℃的烘箱中烘干，获得干燥的带有鱼鳞的鱼皮 ；4）将 聚 二 甲 基 硅 氧 烷、 固 化 剂 、固化增效剂和4‑氯‑1‑丁醇按照质量比为 6 ∶ 1 ：0.1：0.01的比例混合得到混合物（总重量12g），然后将混合物倒于步骤 3) 得到的带有鱼鳞一面的鱼皮上，在真空容器中抽真空后转移到温度为120℃的烘箱中固化 1~2 h ；固化后，将聚二甲基硅氧烷、固化剂、固化增效剂和4‑氯‑1‑丁醇的混合物与鱼皮剥离，得到复型鱼鳞的表面具有鱼鳞反结构的固化的聚二甲基硅氧烷与固化剂的混合物模板 ；5) 将马来酸酐12g、纳米二氧化钛1~3g、对甲苯磺酸1~3g、二甲基苯胺3.1g、六钼酸1.7g、四丁基溴化铵0.3g溶于水40~50g中得到混合溶液，经过超声15分钟，搅拌2~3h，使混合溶液混合均匀 ；6) 将步骤 5) 得到的混合溶液和步骤2）得到的水性聚氨酯涂料倒在步骤 4) 得到的模板上，用波长为 260nm 的紫外光照射模板上的混合溶液 20min，使马来酸酐和纳米二氧化钛在引发剂对甲苯磺酸的作用下发生交联聚合得到复合物，将得到的复合物与模板剥离，并放入水中反复冲洗，除去未反应的马来酸酐单体，得到高机械强度的仿生结构的超疏油的水下自清洁的聚合物复合膜，即为防水水性聚氨酯涂料与涂饰剂。...

【技术特征摘要】
1.一种防水水性聚氨酯涂料与涂饰剂的制备方法，其特征在于：（1）在装有搅拌浆、温度计、冷凝管250ml的三口烧瓶中，将二元醇18.4g、异氰酸酯57.6g混合，在催化剂二月桂酸二丁基锡0.72g存在的条件下，于70~80℃下反应1~3h，得到聚氨酯预聚体A；（2）向聚氨酯预聚体A中加入二羟甲基丁酸17.3g，于75~80℃反应1~2h，加入三乙胺8.9g进行中和反应30~60min，加水130g进行乳化1~2h，并加入2,6-二甲基吡啶-4-羧酸甲酯0.6g，反应温度85℃，反应时间1h，调节体系pH为7~8，得到水性聚氨酯涂料；3）将带有鱼鳞的鱼皮剥下（总共32g），依次放入质量浓度为30％、50％、70％、90％、100％的梯度酒精中脱水，然后放入温度为60℃的烘箱中烘干，获得干燥的带有鱼鳞的鱼皮；4）将聚二甲基硅氧烷、固化剂、固化增效剂和4-氯-1-丁醇按照质量比为6∶1：0.1：0.01的比例混合得到混合物（总重量12g），然后将混合物倒于步骤3)得到的带有鱼鳞一面的鱼皮上，在真空容器中抽真空后转移到温度为120℃的烘箱中固化1~2h；固化后，将聚二甲基硅氧烷、固化剂、固化增效剂和4-氯-1-丁醇的混合物与鱼皮剥离，得到复型鱼鳞的表面具有鱼鳞反结构的固化的聚二甲基硅氧烷与固化剂的混合物模板；5)将马来酸酐12g、纳米二氧化钛1~3g、对甲苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：段瑶瑶，李宁，王小玲，
申请(专利权)人：段瑶瑶，
类型：发明
国别省市：天津,12