一种聚氨酯建筑涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚氨酯建筑涂料及其制备方法，该聚氨酯建筑涂料由以下重量份数的组分组成：水性聚氨酯预聚体80～100份，螺旋藻小分子肽40～50份，相变材料微胶囊20～30份，去离子水30～50份，硬脂酸改性珍珠岩5～8份，接枝改性羟乙基纤维素3～5份。本发明专利技术的聚氨酯建筑涂料防水、耐黄变、保温隔热效果好，而且制备工艺简单易操作。

A Polyurethane Architectural Coating and Its Preparation Method

The invention discloses a polyurethane architectural coating and its preparation method. The polyurethane architectural coating consists of 80-100 parts of waterborne polyurethane prepolymer, 40-50 parts of Spirulina micromolecule peptide, 20-30 parts of phase change material microcapsule, 30-50 parts of deionized water, 5-8 parts of stearic acid modified perlite and 3-5 parts of hydroxyethyl cellulose grafted modified. The polyurethane building coating of the invention has good waterproof, yellowing resistance, heat preservation and insulation effect, and the preparation process is simple and easy to operate.

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯建筑涂料及其制备方法
本专利技术属于建筑涂料
，具体涉及一种聚氨酯建筑涂料及其制备方法。
技术介绍
聚氨酯涂料是目前较常见的一种新型材料，是由异氰酸酯、聚醚等经加成聚合反应而成的含异氰酸酯基的预聚体，配以催化剂、无水助剂、无水填充剂、溶剂等，经混合等工序加工制成的，具有强度高、延伸率大、耐油、耐磨、耐腐蚀、防水抗渗等多种优异性能，被广泛用在内外墙、仪器仪表、塑料等的涂装。随着人们环保意识的增强，水性聚氨酯材料逐渐受到重视。水性聚氨酯是以水作为分散介质，具有不易燃、环保、无毒、安全等优点，已广泛应用于涂料、胶黏剂、合成革、弹性体、建材、织物整理、高分子表面活性剂等领域。水性聚氨酯涂料主要是由异氰酸酯、聚醚多元醇等经加成聚合反应而成的含异氰酸酯基的预聚体，配以催化剂、无水助剂、无水填充剂、溶剂等，经混合等工序加工制成的，异氰酸酯组分作为重要组成部分，其组成和结构又决定着聚氨酯涂料的物理机械性能，耐候、耐介质等化学性能。异氰酸酯可分为脂肪族异氰酸酯和芳香族异氰酸酯，脂肪族异氰酸酯主要有六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、氢化苯基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)等，制成的聚氨酯材料硬度高，具有较好的耐磨性和耐黄变，但是其耐酸碱性差、原料成本昂贵；芳香族异氰酸酯主要有甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、多次亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)等，制成的聚氨酯材料低毒，快干，耐酸碱性、耐冲击性及耐磨性能良好，但是其容易黄变。所以研究配以适当改性剂来优化聚氨酯材料成为其进入实质性应用阶段的关键。中国专利申请号为CN201310143667.2的专利申请公开了一种大豆蛋白质改性聚氨酯、及其制备方法和应用，其中，PH值为8～13的大豆蛋白质溶液，加入亚砜、以及二胺的酸盐进行反应，分离产物得到大豆蛋白质改性衍生物PDSP；聚氨酯预聚物与所得PDSP溶解混合，加入扩链剂反应，得到大豆蛋白改性聚氨酯。本专利技术利用天然高分子材料，得到的产品为生物可降解材料，对环境友好；通过对大豆蛋白膜材料进行改性提高了力学性能和耐水性能，有较好的拉伸强度和断裂伸长率；通过聚氨酯增韧大豆蛋白质塑料和刚性PDSP塑料增强聚氨酯，还可以得到从塑料到弹性体的各种力学性能的材料。中国专利号为CN201510152616.5的中国专利公开了一种基于改性纳米二氧化钛的自清洁涂料的制备方法，包括纳米二氧化钛的制备过程，对纳米二氧化钛进行改进处理，用改性纳米二氧化钛制备自清洁涂料的过程，关键是，所述用改性纳米二氧化钛制备自清洁涂料过程为：c1、原料按照以下质量百分比进行准备：c2、将氟化聚氨酯先加入到带有回流冷凝器和搅拌器的圆底容器中；c3、将改性纳米二氧化钛粉体、丙酮溶剂、双乙酸钠乳化剂加入至容器中，升温至80℃；c4、最后加入KH-570硅烷偶联剂、有机硅消泡剂、烷基改性有机硅氧烷流平剂、以及聚氨酯增稠剂，分散15min后得到最终的自清洁涂料。上述的聚氨酯涂料的改进方法可以提高聚氨酯涂料的力学性能和耐水性能，有较好的拉伸强度和断裂伸长率，还可以制成自清洁涂料，但是仍存在不足，利用大豆蛋白质改性聚氨酯会因为大豆蛋白质与聚氨酯预聚物的极性相差很大，导致两者相容性不好，物理共混改性很难得到理想的改性聚氨酯，现阶段采用的增塑改性、交联改性等方法改性聚氨酯存在工艺复杂、改性后再加工性能下降等不足，而且现有的改进仍然没有很好的解决水溶性聚氨酯涂料容易黄变的问题。
技术实现思路
针对上述聚氨酯涂料易黄变等不足，本专利技术公开了一种聚氨酯建筑涂料及其制备方法，本专利技术的聚氨酯建筑涂料防水、耐黄变、保温隔热效果好，而且制备工艺简单易操作。本专利技术是采用如下技术方案实现的：一种聚氨酯建筑涂料，其由以下重量份数的组分组成：水性聚氨酯预聚体80～100份，螺旋藻小分子肽40～50份，相变材料微胶囊20～30份，去离子水30～50份，硬脂酸改性珍珠岩5～8份，接枝改性羟乙基纤维素3～5份。进一步，上述的水性聚氨酯预聚体的制备方法，其包括以下步骤：（1）称取以下重量份数的原料：聚合物多元醇20～90份，阻燃剂5～40份，丙酮20～60份，亲水扩链剂5～30份，中和剂5～50份，聚天门冬氨酸酯0.05～3份，改性纳米二氧化钛5～30份，异氰酸酯20～60份；所述的聚合物多元醇为聚酯多元醇或聚醚多元醇；所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、多次亚甲基多苯基多异氰酸酯中的一种或两种以上混合物；所述的阻燃剂为N,N～双(2～羟乙基)氨基亚甲基膦酸二乙酯、双(4～羟基苯基)苯基氧化膦、四溴苯酐二醇和二溴新戊二醇中的一种或两种以上混合物；所述的亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟基半酯和二氨基苯甲酸中的一种或两种以上混合物；所述的中和剂为五甲基二乙烯三胺、N,N－二甲基环己胺、三乙烯二胺和三乙胺中的一种或两种以上混合物；（2）将步骤（1）中所述的聚合物多元醇、阻燃剂、丙酮、亲水扩链剂和中和剂在30℃～60℃条件下混合均匀，得到混合物；（3）向步骤（2）中所述的混合物中添加异氰酸酯和聚天门冬氨酸酯，然后在温度50～80℃的氮气保护条件下搅拌反应，待反应进行5～10小时后向反应体系中加入改性纳米二氧化钛，继续反应2～3小时后得到水性聚氨酯预聚体。进一步，上述的改性纳米二氧化钛是将钛酸丁酯、尿素、乙酸异戊酯和氯化亚锡混合后经过600℃煅烧后得到的，改性纳米二氧化钛中氮、锡的掺杂摩尔分数为3%～5%。聚氨酯涂料变黄的主要原因是因为聚氨酯结构中的氨基甲酸酯基团在紫外线的照射下，会出现断键现象。其断裂方式有两种，一种是N－C键断裂，形成氨基自由基和烷基自由基，并释放出CO；另一种是C－0键断裂，形成氨基甲酰基自由基和烷氧基自由基，而氨基甲酰自由基分解成氨基自由基和CO2，该断键现象会生产N=N、CH=CH、C=O等有色基团，导致材料的吸收波长移向长波方向，宏观上使材料发色或使其颜色变黄加深。纳米二氧化钛既能吸收紫外线，又能反射、散射紫外线，还能透过可见光，是性能优越的物理屏蔽型的紫外线防护剂，但是纳米二氧化肽还具有光催化功能，在光作用下TiO2与吸附的水分子反应，产生高活性的烃基自由基和过氧烃基自由基，二者会从高分子聚合物链上抽提一个氢原子，生成烷基自由基而使高分子材料产生降解循环，为造成白色聚氨酯材料(添加TiO2)劣化的原因，而且由于芳香族异氰酸酯活性较高更容易受到二氧化钛的影响。本专利技术在纳米二氧化钛中掺杂3%～5%摩尔分数的氮和锡，将纳米二氧化钛进行改性降低其光催化能力，再添加到聚氨酯材料中可以避免劣化现象，这是因为TiO2光催化的主要步骤是产生光生电子以形成空穴，而大量掺杂锡和氮会使产生的光电子不能及时转移，短时间内又与形成的空穴复合，从而降低光催化的活性，同时改性后的纳米二氧化钛仍具有优良的紫外线反射、散射能力，而且其分散性有所提高可以均匀分散在聚氨酯材料中既提高材料的耐黄变能力又不会影响材料降解劣化。进一步，上述的螺旋藻小分子肽是通过将螺旋藻藻渣经过常规浸提、常规复合酶酶解工艺制备得到的。所述的螺旋藻小分子肽可以按照武萌萌等在浙江农业学报上发表的《螺旋藻小分子多肽制备工艺的研究》文献中所述的方法进行制备。本专利技术选择螺旋藻小分子肽是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚氨酯建筑涂料，其特征在于：其由以下重量份数的组分组成：水性聚氨酯预聚体80～100份，螺旋藻小分子肽40～50份，相变材料微胶囊20～30份，去离子水30～50份，硬脂酸改性珍珠岩5～8份，接枝改性羟乙基纤维素3～5份。

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯建筑涂料，其特征在于：其由以下重量份数的组分组成：水性聚氨酯预聚体80～100份，螺旋藻小分子肽40～50份，相变材料微胶囊20～30份，去离子水30～50份，硬脂酸改性珍珠岩5～8份，接枝改性羟乙基纤维素3～5份。2.根据权利要求1所述的聚氨酯建筑涂料，其特征在于：所述的水性聚氨酯预聚体的制备方法包括以下步骤：（1）称取以下重量份数的原料：聚合物多元醇20～90份，阻燃剂5～40份，丙酮20～60份，亲水扩链剂5～30份，中和剂5～50份，聚天门冬氨酸酯0.05～3份，改性纳米二氧化钛5～30份，异氰酸酯20～60份；所述的聚合物多元醇为聚酯多元醇或聚醚多元醇；所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、多次亚甲基多苯基多异氰酸酯中的一种或两种以上混合物；所述的阻燃剂为N,N～双(2～羟乙基)氨基亚甲基膦酸二乙酯、双(4～羟基苯基)苯基氧化膦、四溴苯酐二醇和二溴新戊二醇中的一种或两种以上混合物；所述的亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟基半酯和二氨基苯甲酸中的一种或两种以上混合物；所述的中和剂为五甲基二乙烯三胺、N,N－二甲基环己胺、三乙烯二胺和三乙胺中的一种或两种以上混合物；（2）将步骤（1）中所述的聚合物多元醇、阻燃剂、丙酮、亲水扩链剂和中和剂在30℃～60℃条件下混合均匀，得到混合物；（3）向步骤（2）中所述的混合物中添加异氰酸酯和聚天门冬氨酸酯，然后在温度50～80℃的氮气保护条件下搅拌反应，待反应进行5～10小时后向反应体系中加入改性纳米二氧化钛，继续反应2～3小时后得到水性聚氨酯预聚体。3.根据权利要求2所述的聚氨酯建筑涂料，其特征在于：所述的改性纳米二氧化钛是将钛酸丁酯、尿素、乙酸异戊酯和氯化亚锡混合后经过600℃煅烧后得到的，改性纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚海冰，
申请(专利权)人：广西南宁桂尔创环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45