一種用于門窗的環(huán)保絕緣涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于涂料制備領(lǐng)域，具體涉及一種用于門窗的環(huán)保絕緣涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們對生活的品質(zhì)要求越來越高，對生活中的用品要求越來越高，門窗在人們生活中給人們以溫暖、安靜的環(huán)境，因而更重視門窗的密封性、使用壽命及外觀，實(shí)際生活中的門窗以合金門窗居多，還有塑料門窗等一系列其他門窗，但是這些門窗的使用壽命短、易腐蝕、外觀也不是很優(yōu)美，而最單間的抗腐蝕、延長壽命的方法就是在I?窗的表面涂覆一層涂層。
[0003]涂層主要包括無機(jī)涂層、有機(jī)涂層和有機(jī)無機(jī)復(fù)合涂層3中類型，有機(jī)涂層的附著性、沖壓性優(yōu)秀，耐熱性、焊接性差；無機(jī)涂層性能大致相反；固有機(jī)無機(jī)復(fù)合涂層由于綜合了各中性能的要求，故而得到了廣泛的應(yīng)用，但是目前的涂料的附著性不夠、耐腐蝕性不夠強(qiáng)，使用壽命不能滿足人們的需求，不具有耐火性及絕緣性。
[0004]進(jìn)入21世紀(jì)，隨著人類對環(huán)境保護(hù)的日益重視，對綠色環(huán)保的呼聲也越來越高，世界各國都出臺(tái)了相應(yīng)的綠色產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證。對涂料的要求也是如此，不僅要求具有優(yōu)良必要的應(yīng)用性能，同時(shí)要求具有綠色環(huán)保性，從環(huán)保角度出發(fā)，總的發(fā)展趨勢是有機(jī)涂層逐漸被淘汰，無機(jī)涂層逐步代替有機(jī)無機(jī)復(fù)合涂層，在有機(jī)無機(jī)涂層中大都含有鉻酸鹽，在涂液的生產(chǎn)，涂敷以及加工、使用和廢涂液的處理過程中，會(huì)對操作人員身體健康和環(huán)境造成一定的損害，特別是六價(jià)鉻被認(rèn)為具有高毒性和高致癌性，所以研發(fā)一種能滿足人們需求的，綠色環(huán)保的用于門窗的涂料成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種用于門窗的環(huán)保絕緣涂料及其制備方法，該環(huán)保絕緣涂料具有良好的附著性，耐腐蝕性還具有良好的耐火性及絕緣性，且綠色環(huán)保，提高了安全性，延長了門窗的使用壽命，該環(huán)保絕緣涂料的制備方法簡單易行，制備過程無污染。
[0006]本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
一種用于門窗的環(huán)保絕緣涂料，該環(huán)保絕緣涂料以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包含以下組分:
自制磷酸二氫鋁5-10份
有機(jī)樹脂40-55份填料20-25份助劑13-24份溶劑20-30份
其中，有機(jī)樹脂為環(huán)氧樹脂和水性聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的混合物，并且環(huán)氧樹脂與水性聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為1:5-1:2 ; 填料為硫酸鋇、滑石粉、磷酸鋅、磷酸鋁和二氧化鈦中的一種或幾種混合物；
助劑以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:
螯合劑2-4份
分散劑1-3份
消泡劑4-6份
固化劑4-6份
硅烷偶聯(lián)劑2-5份；
溶劑為去離子水或正丁醇。
[0007]本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案為:
前述用于門窗的環(huán)保絕緣涂料中，螯合劑為酒石酸，分散劑為納米二氧化硅，固化劑為氟硅酸鎂、氟硅酸鋅、氟硅酸鈉、氟硅酸鉀、硼酸鎂、硼酸鋅或硼酸鈉中的一種或幾種混合物；硅烷偶聯(lián)劑為KH-560 ；
前述用于門窗的環(huán)保絕緣涂料中，填料的粒徑為0.3-2 μ mo
[0008]前述用于門窗的環(huán)保絕緣涂料中，自制磷酸二氫鋁的制備方法如下:
a.將85%的磷酸進(jìn)行稀釋作為基料，稀釋加水使得磷酸含量為50%，將稀釋好的磷酸溶液置于恒溫加熱磁力攪拌器上，邊攪拌邊加熱到85-90°C ；
b.再以5-7g/min的速度緩慢向上述磷酸溶液中加入氫氧化鋁，同時(shí)升溫到110-120°C，保持此溫度加熱1-1.5h制得澄清透明粘稠液，過程中應(yīng)及時(shí)補(bǔ)水，以保證各物質(zhì)量濃度一定，加去離子水并不斷攪拌直至透明，調(diào)整溶液的PH值，使得溶液的pH值為
1.5-2.0，冷卻，調(diào)整溶液比重，即得到自制液體狀磷酸二氫鋁；
c.將自制液體狀磷酸二氫鋁置于真空干燥箱中烘干4-5h，真空干燥箱溫度為60-65°C，最后的到自制固體狀磷酸二氫銷。
[0009]前述用于門窗的環(huán)保絕緣涂料中，水性聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的制備方法如下: 將聚丙二醇，異氟爾酮二異氰酸酯和環(huán)氧樹脂混合均勻加入裝有冷凝管，溫度計(jì)和恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中，啟動(dòng)攪拌器調(diào)至轉(zhuǎn)速為300-350r/min，有油浴加熱至85 V恒溫反應(yīng)1.5-2h，反應(yīng)過程中加入丙酮降低預(yù)聚物的黏度，然后降溫至75°C，加入催化劑二月桂酸丁基錫，然后緩慢滴加二羥甲基丙酸和1，4_ 丁二醇的混合物，維持反應(yīng)3-4h，然后在降低溫度至50°C，加入三乙胺中和，再加入去離子水，高速攪拌使其乳化，攪拌速度為700-800r/min，乳化0.5h后加入乙二胺進(jìn)行擴(kuò)鏈，后經(jīng)減壓蒸餾出去丙酮，得到水性聚氨酯改性環(huán)氧樹脂；
其中聚丙二醇，異氟爾酮二異氰酸酯和環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為7:3:20o
[0010]本發(fā)明還設(shè)計(jì)了一種用于門窗的環(huán)保絕緣涂料的制備方法，該涂料的制備方法具體包括以下步驟:
(1)將磷酸二氫鋁、填料、環(huán)氧樹脂和水性聚氨酯改性環(huán)氧樹脂按權(quán)利要求1中的比例混合并調(diào)勻，使無機(jī)和有機(jī)成分充分混合，用高速分散機(jī)以800-900r/min的轉(zhuǎn)速對涂料進(jìn)行分散50-60min，以確保涂層液混合均勻，得到涂料的固體含量為20_25%，比重為
1.2-1.4g/cm3，黏度為 ll-13s ；
(2)向步驟(I)中依次加入螯合劑、消泡劑、分散劑、硅烷偶聯(lián)劑和固化劑，用高速分散機(jī)以200-300r/min的轉(zhuǎn)速對涂料進(jìn)行分散l_2h，即得到一種用于門窗的環(huán)保絕緣涂料。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
(I)本發(fā)明中采用自制磷酸二氫鋁的方法工藝簡單，設(shè)備要求低，制備過程無污染物排放，環(huán)保清潔，制得的磷酸二氫鋁均勻、純凈。
[0012](2)本發(fā)明中加入的納米二氧化硅尺寸小，表面能高，使其具有很強(qiáng)的吸附性，在磷酸二氫鋁表面均勻分布，可以改善磷酸二氫鋁的分散性，當(dāng)納米二氧化硅水溶液與磷酸二氫鋁混合時(shí)，二氧化硅表面分布的硅醇基會(huì)與溶液中P-OH基發(fā)生鍵合，形成更大粒子的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)一步提尚涂料的穩(wěn)定性。
[0013](3)本發(fā)明中加入的螯合劑酒石酸可以和鋁離子形成螯合物，可以有效避免沉淀的生成，延長涂料的保存時(shí)間，并且在以后使用中不影響涂料的效果。
[0014](4)本發(fā)明中加入填料硫酸鋇，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸、耐堿，可以提高漆膜的厚度、耐磨性、耐水性、耐熱性、表面硬度、耐沖擊性等，另外，硫酸鋇在波長300-400 μm范圍內(nèi)具有很高的反射性，可以保護(hù)漆膜免遭光老化。
[0015](5)本發(fā)明中加入的環(huán)氧樹脂具有良好的物理、化學(xué)性能，它對金屬和非金屬材料的表面具有優(yōu)異的粘接強(qiáng)度，介電性能良好，變定收率小，制品尺寸穩(wěn)定性好，硬度高，柔韌性較好，對堿及大部分溶劑穩(wěn)定，涂層具有極強(qiáng)的附著力、耐候性、耐水性、耐久性等性能。
[0016](6)本發(fā)明中使用的硅烷偶聯(lián)劑，可以使環(huán)氧樹脂、水性聚氨酯改性環(huán)氧樹脂與填料連接在一起達(dá)到提高涂層的性能和增強(qiáng)附著力的目的。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種用于門窗的環(huán)保絕緣涂料，該環(huán)保絕緣涂料以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包含以下組分:
自制磷酸二氫鋁:5份，環(huán)氧樹脂:17份，水性聚氨酯改性環(huán)氧樹脂份:35份，粒徑為
0.3 μ m的硫酸鋇:20-25份，助劑:13-24份，離子水:20-30份；
助劑以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:
酒石酸:2-4份，納米二氧化硅:1-3份，消泡劑:4-6份，氟硅酸鈉:4-6份，KH-560:2-5
份；
自制磷酸二氫鋁的制備方法如下:
a.將85%的磷酸進(jìn)行稀釋作為基料，稀釋加水使得磷酸含量為50%，將稀釋好的磷酸溶液置于恒溫加熱磁力攪拌器上，邊攪拌邊加熱到88°C ；
b.再以6g/min的速度緩慢向上述磷酸溶液中加入氫氧化鋁，同時(shí)升溫到115°C，保持此溫度加熱1.5h制得澄清透明粘稠液，過程中應(yīng)及時(shí)補(bǔ)水，以保證各物質(zhì)量濃度一定，加去離子水并不斷攪拌直至透明，調(diào)整溶液的PH值，使得溶液的pH值為1.8，冷卻，調(diào)整溶液比重，即得到自制液體狀磷酸二氫鋁；
c.將自制液體狀磷酸二氫鋁置于真空干燥箱中烘干4h，真空干燥箱溫度為60°C，最后的到自制固體狀磷酸二氫鋁。
[0018]水性聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的制備方法如下:
將聚丙二醇，異氟爾酮二異氰酸酯和環(huán)氧樹脂混合均勻加入裝有冷凝管，溫度計(jì)和恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中，啟動(dòng)攪拌器調(diào)至轉(zhuǎn)速為320r/min，有油浴加熱至85°C恒溫反應(yīng)2h，反應(yīng)過程中加入丙酮降低預(yù)聚物的黏度，然后降溫至75°C，加入催化劑二月桂酸丁基錫，然后緩慢滴加二羥甲基丙酸和1，4_ 丁二醇的混合物，維持反應(yīng)3h，然后在降低溫度至50°C，加入三乙胺中和，再加入去離子水，高速攪拌使其乳化，攪拌速度為750r/min，乳化
0.5h后加入乙二胺進(jìn)行擴(kuò)鏈，后經(jīng)減壓蒸餾出去丙酮，得到水性聚氨酯改性環(huán)氧樹脂；
其中聚丙二醇，異氟爾酮二異氰酸酯和環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為7:3:20o
[0019]上述用于門窗的環(huán)保絕緣涂料的制備方法，該涂料的制備方法具體包括以下步驟:
(1)將磷酸二氫鋁、填料硫酸鋇、環(huán)氧樹脂和水性聚氨酯改性環(huán)氧樹脂在溶劑離子水中混合并調(diào)勻，使無機(jī)和有機(jī)成分充分混合，用高速分散機(jī)以850r/min的轉(zhuǎn)速對涂料進(jìn)行分散50min，以確保涂層液混合均勻，得到涂料的固體含量為22%，比重為1.2g/cm3，黏度為Ils ；
(2)向步驟(I)中依次加入螯合劑酒石酸、消泡劑、分散劑納米二氧化硅、硅烷偶聯(lián)劑KH-560和固化劑氟硅酸鈉，用高速分散機(jī)以200r/min的轉(zhuǎn)速對涂料進(jìn)行分散2h，即得到一種用于門窗的環(huán)保絕緣涂料。
[0020]實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種用于門窗的環(huán)保絕緣涂料，該環(huán)保絕緣涂料以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包含以下組分:
自制磷酸二氫鋁:10份，環(huán)氧樹脂:17份，水性聚氨酯改性環(huán)氧樹脂份:34份