一種耐高溫納米陶瓷涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種涂料，尤其涉及一種耐高溫納米陶瓷涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水性聚氨酯乳液具有軟硬度可調(diào)節(jié)、優(yōu)異的附著力和柔韌性等優(yōu)點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于涂料、粘合劑及油墨領(lǐng)域，目前較為成熟的陰離子水性聚氨酯的合成方式主要是通過(guò)在聚氨酯分子鏈段上引入親水基團(tuán)而內(nèi)乳化，成膜后具有一定吸濕性，成膜機(jī)械性能、耐水性、耐溶劑性較差。通?？刹捎媒宦?lián)改性和復(fù)合改性來(lái)提高膠膜的耐水性及機(jī)械性能；
為了改善聚氨酯的力學(xué)性能、耐水性等性能，同時(shí)降低生產(chǎn)成本，本發(fā)明以蓖麻油部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)石化產(chǎn)品多元醇，制備一種新型乳液，使其膠膜性能得到了進(jìn)一步改善，是一種利用可再生資源來(lái)制備環(huán)保型高性能乳液涂料的有效方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的就是提供了一種耐高溫納米陶瓷涂料及其制備方法。
[0004]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種耐高溫納米陶瓷涂料，其特征在于該涂料是由質(zhì)量比為1: 1.8-2的A組份和B組份組成，所述的A組份是由下述重量份的原料組成的:
六甲基環(huán)三硅氧烷1-2、刺槐豆膠0.7-1、抗壞血酸鈣0.1-0.2、雙丙酮丙烯酰胺0.1-0.15、鄰苯二甲酸二辛酯4-5、納米陶瓷2-3、乙基纖維素2_3、異佛爾酮二異氰酸酯50-67、聚碳酸酯二醇80-100、聚倍半硅氧烷1.6_3、1，4_ 丁二醇1.3-2、偶氮二異丁腈0.4-0.9、辛酸亞錫0.1-0.17、氟硼酸0.1-0.13、蓖麻油10-16、硬脂酸鎂1-3 ；
所述的B組份是由下述重量份的原料組成的:
二甲硫基甲苯二胺2-3、鄰苯二甲酸酯4-6、異氰脲酸三縮水甘油酯2-3、三乙醇胺0.1-0.5、家脫石粉 3-4.2。
[0005]2、一種如權(quán)利要求1所述的耐高溫納米陶瓷涂料的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
其中A組份的制備方法包括以下步驟:
(1)將聚碳酸酯二醇加熱至100-120°C，減壓除水l_2h；
(2)將刺槐豆膠加入到10-13倍水中，攪拌均勻后加入抗壞血酸鈣、硬脂酸鎂，50-60°C下保溫?cái)嚢杌旌?-8分鐘，得膠黏液；
(3)將蓖麻油加入到5-10倍重量的異丙醇中，攪拌條件下加入氟硼酸，在60-65°C下保溫?cái)嚢?-2小時(shí)，加入氨水，調(diào)節(jié)溶液PH為8-9，得蓖麻油醇；
(4)將乙基纖維素加入到上述膠黏液中，升高溫度為60-70°C，加入蓖麻油醇、六甲基環(huán)三硅氧烷，600-1000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?-3分鐘，加入雙丙酮丙烯酰胺，攪拌均勻，得蓖麻油纖維醇；
(5)將蓖麻油纖維醇加入到脫水后的聚碳酸酯二醇中，加入辛酸亞錫，攪拌條件下加入異佛爾酮二異氰酸酯，通入氮?dú)?，加?，4- 丁二醇，在85-90°C下反應(yīng)1-2小時(shí)，攪拌至常溫，得聚氨酯預(yù)聚體；
(6)將上述偶氮二異丁腈加入到20-30倍的丙酮中，攪拌均勻，為引發(fā)劑溶液；
(7)在上述聚氨酯預(yù)聚體中加入聚倍半硅氧烷，80-85?下滴加上述引發(fā)劑溶液，滴加完畢后超聲分散10-20分鐘，冷卻出料，加入剩余各原料，脫水，旋蒸脫去丙酮，即得；
所述的B組份的制備方法包括以下步驟:
將上述異氰脲酸三縮水甘油酯、三乙醇胺混合，升高溫度為60-70°C，依次加入三乙醇胺、二甲硫基甲苯二胺，攪拌均勻，抽真空脫水脫氣1-2小時(shí)，加入剩余各原料，攪拌均勻，即得；
所述的B組份的制備方法包括以下步驟:
將上述二甲硫基甲苯二胺、聚丙烯酸丁酯、N，N-二乙基苯胺混合，攪拌均勻，抽真空脫水脫氣1-2小時(shí)，加入剩余各原料，攪拌均勻，即得。
[0006]使用方法:
首先將基層表面的塵土、雜物清理干凈，基層必須平整、結(jié)實(shí)以及干燥，將本發(fā)明的A、B組份按照重量份比例混合，攪拌均勻，利用滾刷將混合物均勻涂抹在基層表面。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
本發(fā)明首先采用蓖麻油交聯(lián)預(yù)聚體:
蓖麻油中的多官能團(tuán)結(jié)構(gòu)可以賦予聚合物一定的交聯(lián)，提高聚合物的交聯(lián)程度，使得分子鏈間的相互作用力增大，分子鏈運(yùn)動(dòng)受阻，水分子難以進(jìn)入分子鏈間使聚合物溶脹，故膠膜吸水率下降；
同時(shí)蓖麻油是脂肪酸的三甘油酯，其分子中長(zhǎng)鏈非極性脂肪酸鏈?zhǔn)鼓z膜具有良好的疏水性，也進(jìn)一步降低了吸水性；
同時(shí)蓖麻油中的酯基具有較高的內(nèi)聚能，可以提高膠膜的拉伸強(qiáng)度；
而乙基纖維素具有較好的耐熱性、熱塑性，與聚氨酯具有很好的相容性，可以提高預(yù)聚體的綜合性能；
然后將聚氨酯預(yù)聚體與聚倍半硅氧烷共混改性:
由于聚倍半硅氧烷是含有Si — O — Si骨架結(jié)構(gòu)的納米粒子，可以構(gòu)阻止聚合物內(nèi)部的有機(jī)物在進(jìn)一步氧化和分解過(guò)程中易揮發(fā)物的釋放，具備很好的熱穩(wěn)定性同時(shí)易于官能化，能很好地引入到有機(jī)基體中改善聚合物性能，在受氧化的條件下還會(huì)生成Si02包覆在表面，可使材料隔氧、隔熱、致使阻燃效果增加；
本發(fā)明加入了納米陶瓷，可以有效提高涂層表面的硬度和耐高溫性能。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
實(shí)施例1:
一種耐高溫納米陶瓷涂料，其特征在于該涂料是由質(zhì)量比為1:1.8的A組份和B組份組成，所述的A組份是由下述重量份的原料組成的:
六甲基環(huán)三硅氧烷1、刺槐豆膠0.7、抗壞血酸鈣0.2、雙丙酮丙烯酰胺0.15、鄰苯二甲酸二辛酯4、納米陶瓷2-3、乙基纖維素2-3、異佛爾酮二異氰酸酯67、聚碳酸酯二醇100、聚倍半硅氧烷1.6,1,4- 丁二醇1.3、偶氮二異丁腈0.9、辛酸亞錫0.17、氟硼酸0.13、蓖麻油16、硬脂酸鎂I ;
所述的B組份是由下述重量份的原料組成的:
二甲硫基甲苯二胺3、鄰苯二甲酸酯6、異氰脲酸三縮水甘油酯2、三乙醇胺0.5、蒙脫石粉 4.2。
[0009]一種耐高溫納米陶瓷涂料的制備方法，包括以下步驟:
其中A組份的制備方法包括以下步驟:
(1)將聚碳酸酯二醇加熱至120°C，減壓除水l_2h；
(2)將刺槐豆膠加入到13倍水中，攪拌均勻后加入抗壞血酸鈣、硬脂酸鎂，50-60°C下保溫?cái)嚢杌旌?分鐘，得膠黏液；
(3)將蓖麻油加入到10倍重量的異丙醇中，攪拌條件下加入氟硼酸，在65°C下保溫?cái)嚢鐸小時(shí)，加入氨水，調(diào)節(jié)溶液PH為8，得蓖麻油醇；
(4)將乙基纖維素加入到上述膠黏液中，升高溫度為60°C，加入蓖麻油醇、六甲基環(huán)三硅氧烷，1000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?分鐘，加入雙丙酮丙烯酰胺，攪拌均勻，得蓖麻油纖維醇；
(5)將蓖麻油纖維醇加入到脫水后的聚碳酸酯二醇中，加入辛酸亞錫，攪拌條件下加入異佛爾酮二異氰酸酯，通入氮?dú)?，加?，4_丁二醇，在90°C下反應(yīng)I小時(shí)，攪拌至常溫，得聚氨酯預(yù)聚體；
(6)將上述偶氮二異丁腈加入到30倍的丙酮中，攪拌均勻，為引發(fā)劑溶液；
(7)在上述聚氨酯預(yù)聚體中加入聚倍半硅氧烷，85°C下滴加上述引發(fā)劑溶液，滴加完畢后超聲分散20分鐘，冷卻出料，加入剩余各原料，脫水，旋蒸脫去丙酮，即得；
所述的B組份的制備方法包括以下步驟:
將上述異氰脲酸三縮水甘油酯、三乙醇胺混合，升高溫度為70°C，依次加入三乙醇胺、二甲硫基甲苯二胺，攪拌均勻，抽真空脫水脫氣2小時(shí)，加入剩余各原料，攪拌均勻，即得。
[0010]性能測(cè)試:
拉伸強(qiáng)度6.4MPa ；
撕裂強(qiáng)度26N/mm ；
斷裂伸長(zhǎng)率:500% ；
不透水性:0.3MPa、30min:不透水。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐高溫納米陶瓷涂料，其特征在于該涂料是由質(zhì)量比為1.8-2:1的A組份和B組份組成，所述的A組份是由下述重量份的原料組成的: 六甲基環(huán)三硅氧烷1-2、刺槐豆膠0.7-1、抗壞血酸鈣0.1-0.2、雙丙酮丙烯酰胺0.1-0.15、鄰苯二甲酸二辛酯4-5、納米陶瓷2-3、乙基纖維素2_3、異佛爾酮二異氰酸酯50-67、聚碳酸酯二醇80-100、聚倍半硅氧烷1.6_3、1，4_ 丁二醇1.3-2、偶氮二異丁腈0.4-0.9、辛酸亞錫0.1-0.17、氟硼酸0.1-0.13、蓖麻油10-16、硬脂酸鎂1-3 ； 所述的B組份是由下述重量份的原料組成的: 二甲硫基甲苯二胺2-3、鄰苯二甲酸酯4-6、異氰脲酸三縮水甘油酯2-3、三乙醇胺0.1-0.5、家脫石粉 3-4.2。2.一種如權(quán)利要求1所述的耐高溫納米陶瓷涂料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 其中A組份的制備方法包括以下步驟: (1)將聚碳酸酯二醇加熱至100-120°C，減壓除水l_2h； (2)將刺槐豆膠加入到10-13倍水中，攪拌均勻后加入抗壞血酸鈣、硬脂酸鎂，50-60°C下保溫?cái)嚢杌旌?-8分鐘，得膠黏液； (3)將蓖麻油加入到5-10倍重量的異丙醇中，攪拌條件下加入氟硼酸，在60-65°C下保溫?cái)嚢?-2小時(shí)，加入氨水，調(diào)節(jié)溶液PH為8-9，得蓖麻油醇； (4)將乙基纖維素加入到上述膠黏液中，升高溫度為60-70°C，加入蓖麻油醇、六甲基環(huán)三硅氧烷，600-1000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?-3分鐘，加入雙丙酮丙烯酰胺，攪拌均勻，得蓖麻油纖維醇； (5)將蓖麻油纖維醇加入到脫水后的聚碳酸酯二醇中，加入辛酸亞錫，攪拌條件下加入異佛爾酮二異氰酸酯，通入氮?dú)?，加?，4- 丁二醇，在85-90°C下反應(yīng)1-2小時(shí)，攪拌至常溫，得聚氨酯預(yù)聚體； (6)將上述偶氮二異丁腈加入到20-30倍的丙酮中，攪拌均勻，為引發(fā)劑溶液； (7)在上述聚氨酯預(yù)聚體中加入聚倍半硅氧烷，80-85?下滴加上述引發(fā)劑溶液，滴加完畢后超聲分散10-20分鐘，冷卻出料，加入剩余各原料，脫水，旋蒸脫去丙酮，即得； 所述的B組份的制備方法包括以下步驟: 將上述異氰脲酸三縮水甘油酯、三乙醇胺混合，升高溫度為60-70°C，依次加入三乙醇胺、二甲硫基甲苯二胺，攪拌均勻，抽真空脫水脫氣1-2小時(shí)，加入剩余各原料，攪拌均勻，即得。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種耐高溫納米陶瓷涂料，首先采用蓖麻油交聯(lián)預(yù)聚體：蓖麻油中的多官能團(tuán)結(jié)構(gòu)可以賦予聚合物一定的交聯(lián)，提高聚合物的交聯(lián)程度，使得分子鏈間的相互作用力增大，分子鏈運(yùn)動(dòng)受阻，水分子難以進(jìn)入分子鏈間使聚合物溶脹，故膠膜吸水率下降；同時(shí)蓖麻油是脂肪酸的三甘油酯，其分子中長(zhǎng)鏈非極性脂肪酸鏈?zhǔn)鼓z膜具有良好的疏水性，也進(jìn)一步降低了吸水性；同時(shí)蓖麻油中的酯基具有較高的內(nèi)聚能，可以提高膠膜的拉伸強(qiáng)度；而乙基纖維素具有較好的耐熱性、熱塑性，與聚氨酯具有很好的相容性，可以提高預(yù)聚體的綜合性能；然后將聚氨酯預(yù)聚體與聚倍半硅氧烷共混改性。
【IPC分類(lèi)】C08G18/12, C08G18/67, C08G18/44, C09D7/12, C09D175/14, C08G18/66
【公開(kāi)號(hào)】CN104893553
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510332774
【發(fā)明人】徐 明
【申請(qǐng)人】合肥吉科新材料有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年6月16日