一種硼改性聚氨酯復(fù)合涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硼改性聚氨酯復(fù)合涂料及其制備方法，該涂料由硼改性聚氨酯、納米二氧化硅、碳化硅、鋁粉、氧化鋁、滑石粉、羥乙基纖維素鈉、聚丙烯酸酯、硅藻土、聚丙烯酰胺、硅烷偶聯(lián)劑、二甲苯、分散劑、固化劑和成膜劑組成，制備方法是：先由蓖麻油、硼酸和甲苯二異氰酸酯制備硼改性聚氨酯，然后納米二氧化硅、碳化硅、鋁粉、氧化鋁、滑石粉研磨細(xì)化后和其它組分共混即可制備得到硼改性聚氨酯復(fù)合涂料。本發(fā)明制備的復(fù)合涂料具有優(yōu)異的耐高溫和耐腐蝕性能。另外本發(fā)明在現(xiàn)有涂料制備生產(chǎn)線上就能實(shí)現(xiàn)，不需要增加設(shè)備投資，且制得的耐高溫有機(jī)硅涂料能夠采用噴涂、刷涂、滾涂工藝進(jìn)行施工。
【專利說明】
一種硼改性聚氨酯復(fù)合涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及復(fù)合涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硼改性聚氨酯復(fù)合涂料及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 暴露在野外環(huán)境中的金屬結(jié)構(gòu)，其表面極易與周圍環(huán)境發(fā)生化學(xué)及電化學(xué)作用而 腐蝕，因此需要在其表面涂覆一層防腐層以保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)主體不被銹蝕。但當(dāng)金屬結(jié)構(gòu)表 面防腐涂層料性能較差而破損時(shí)，也會(huì)使金屬結(jié)構(gòu)本體暴露在外產(chǎn)生銹蝕。
[0003] 采用傳統(tǒng)的防銹漆涂裝，防銹漆膜不能徹底阻止空氣中的水合氧氣浸透，并且高 分子涂漆材料存在"老化現(xiàn)象"，因而導(dǎo)致漆層產(chǎn)生裂紋、鼓泡和粉化;一旦漆層出現(xiàn)裂紋、 剝塊，剛結(jié)構(gòu)表面會(huì)很快被腐蝕并迅速蔓延;采用陰極保護(hù)法或環(huán)境控制降低大氣濕度法， 均需要專門的檢測控制裝置，需要長期維護(hù)，維護(hù)費(fèi)高；采用熱浸鍍法和電鍍法不僅成本 高，效率低、污染嚴(yán)重，而且鋼結(jié)構(gòu)尺寸受鍍槽限制，不適合大型鋼結(jié)構(gòu)。
[0004] 面對(duì)未來"低碳"的發(fā)展趨勢，有機(jī)硅耐高溫涂料行業(yè)其實(shí)早有準(zhǔn)備;近年來，涂料 行業(yè)一直致力于開發(fā)低污染、高固體份或無溶劑(包括粉末、光固化)涂料、水性涂料(有機(jī) 硅耐高溫漆）；開發(fā)低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的防污技術(shù)和防污涂料;開發(fā)非鉛、鉻的防銹顏料及替代品 開發(fā)鈦白粉、氧化鐵顏料的清潔生產(chǎn)工藝；另外，近幾年開發(fā)的玻璃節(jié)能涂料、輻射散熱降 溫涂料、防曬隔熱涂料、耐高溫封閉涂料、高效耐污損太陽熱吸收涂料等新型涂料，也為涂 料行業(yè)在"低碳"道路上帶來了新的發(fā)展機(jī)遇，但耐高溫涂料中對(duì)于較高溫度如600°C以上 涂料的耐候性，尤其是耐腐蝕性，仍存在不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種硼改性聚氨酯復(fù)合涂料及其制備方法，制 備的涂料能夠長期經(jīng)受800°C以上高溫，具有優(yōu)異的耐腐蝕性能。
[0006] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 一種硼改性聚氨酯復(fù)合涂料，包括以重量份計(jì)的以下組分:硼改性聚氨酯100份，納米 二氧化硅2~8份，碳化硅1~5份，錯(cuò)粉0.5~2份，氧化鋁10~30份，滑石粉0.2~2份，羥乙基 纖維素鈉5~10份，聚丙烯酸酯15~25份，硅藻土 2~6份，聚丙烯酰胺8~15份，硅烷偶聯(lián)劑 20~40份，二甲苯30~50份，分散劑5~12份，固化劑12~25份，成膜劑3~8份。
[0007] 優(yōu)選的，所述的硼改性聚氨酯復(fù)合涂料，包括以重量份計(jì)的以下組分:硼改性聚氨 酯100份，納米二氧化硅6份，碳化硅2.5份，錯(cuò)粉1.2份，氧化鋁25份，滑石粉1份，輕乙基纖維 素鈉8份，聚丙烯酸酯18份，硅藻土 4.5份，聚丙烯酰胺12份，硅烷偶聯(lián)劑25份，二甲苯45份， 分散劑7.5份，固化劑16份，成膜劑6份。
[0008] 優(yōu)選的，所述的分散劑為聚丙烯酸鈉。
[0009] 優(yōu)選的，所述的成膜劑為十二醇酯或者二丙二醇丁醚。
[0010]優(yōu)選的，所述的固化劑為二乙烯三胺或者二氨基二苯基甲砜。
[0011] 所述的硼改性聚氨酯復(fù)合涂料的制備方法，包括以下步驟： (1) 按重量份將蓖麻油120~150份和硼酸30~40份加入到二甲苯中，在40°C~60°C下 攪拌反應(yīng)2h~5h，然后加入甲苯二異氰酸酯40~60份繼續(xù)反應(yīng)6h~12h，得到硼改性聚氨 醋； (2) 按重量份比將納米二氧化硅、碳化硅、鋁粉、氧化鋁和滑石粉充分研磨細(xì)化并混合 均勾，在80°C~100°C下烘干20min~40min，得到共混物； (3) 按重量份比將步驟(1)中得到的硼改性聚氨酯、羥乙基纖維素鈉、聚丙烯酸酯、丙烯 酰胺和分散劑加入到分散缸中，在室溫下500rpm~800rpm下攪拌lh，然后再依次加入步驟 (2)得到的共混物、硅藻土、硅烷偶聯(lián)劑、固化劑和成膜劑，在40°C~60°C下攪拌2h~4h，即 制備得到硼改性聚氨酯復(fù)合涂料。
[0012] 有益效果:本發(fā)明通過對(duì)聚氨酯進(jìn)行改性，將硼原子引入到聚氨酯分子中，硼原子 的加入能有效改善聚氨酯產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、物理性能和熱穩(wěn)定性，硼改性聚氨酯涂料性能明顯 提高，能夠長期經(jīng)受800°C高溫，具有優(yōu)異的耐腐蝕性能。另外本發(fā)明在現(xiàn)有涂料制備生產(chǎn) 線上就能實(shí)現(xiàn)，不需要增加設(shè)備投資，且制得的耐高溫有機(jī)硅涂料能夠采用噴涂、刷涂、滾 涂工藝進(jìn)行施工。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)介紹，但不局限于此。
[0014] 實(shí)施例1 一種硼改性聚氨酯復(fù)合涂料，包括以重量份計(jì)的以下組分:硼改性聚氨酯100份，納米 二氧化硅2份，碳化硅1份，錯(cuò)粉0.5份，氧化鋁10份，滑石粉0.2份，輕乙基纖維素鈉5份，聚丙 烯酸酯15份，硅藻土2份，聚丙烯酰胺8份，硅烷偶聯(lián)劑20份，二甲苯30份，聚丙烯酸鈉5份，二 乙烯三胺12份，十二醇酯3份。
[0015] 所述的硼改性聚氨酯復(fù)合涂料的制備方法，包括以下步驟： (1) 按重量份將蓖麻油120份和硼酸30份加入到二甲苯中，在60°C下攪拌反應(yīng)5h，然后 加入甲苯二異氰酸酯40份繼續(xù)反應(yīng)12h，得到硼改性聚氨酯； (2) 按重量份比將納米二氧化硅、碳化硅、鋁粉、氧化鋁和滑石粉充分研磨細(xì)化并混合 均勻，在100 °C下烘干40min，得到共混物； (3) 按重量份比將步驟(1)中得到的硼改性聚氨酯、羥乙基纖維素鈉、聚丙烯酸酯、丙烯 酰胺和聚丙烯酸鈉加入到分散缸中，在室溫下SOOrpm下攪拌lh，然后再依次加入步驟(2)得 到的共混物、硅藻土、硅烷偶聯(lián)劑、二乙烯三胺和十二醇酯，在60°C下攪拌4h，即制備得到硼 改性聚氨酯復(fù)合涂料。
[0016] 實(shí)施例2 一種硼改性聚氨酯復(fù)合涂料，包括以重量份計(jì)的以下組分:硼改性聚氨酯100份，納米 二氧化硅8份，碳化硅5份，鋁粉2份，氧化鋁30份，滑石粉2份，羥乙基纖維素鈉10份，聚丙烯 酸酯25份，硅藻土 6份，聚丙烯酰胺15份，硅烷偶聯(lián)劑40份，二甲苯50份，聚丙烯酸鈉12份，二 氨基二苯基甲砜25份，十二醇酯8份。
[0017] 所述的硼改性聚氨酯復(fù)合涂料的制備方法，包括以下步驟： (1)按重量份將蓖麻油150份和硼酸40份加入到二甲苯中，在40°C下攪拌反應(yīng)2h，然后 加入甲苯二異氰酸酯60份繼續(xù)反應(yīng)6h，得到硼改性聚氨酯； (2) 按重量份比將納米二氧化硅、碳化硅、鋁粉、氧化鋁和滑石粉充分研磨細(xì)化并混合 均勻，在80°C下烘干20min，得到共混物； (3) 按重量份比將步驟(1)中得到的硼改性聚氨酯、羥乙基纖維素鈉、聚丙烯酸酯、丙烯 酰胺和聚丙烯酸鈉加入到分散缸中，在室溫下500rpm下攪拌lh，然后再依次加入步驟(2)得 到的共混物、硅藻土、硅烷偶聯(lián)劑、二氨基二苯基甲砜和十二醇酯，在40°C下攪拌2h，即制備 得到硼改性聚氨酯復(fù)合涂料。
[0018] 實(shí)施例3 一種硼改性聚氨酯復(fù)合涂料，包括以重量份計(jì)的以下組分:硼改性聚氨酯100份，納米 二氧化硅3份，碳化硅4份，錯(cuò)粉1.8份，氧化鋁15份，滑石粉0.4份，輕乙基纖維素鈉8份，聚丙 烯酸酯22份，硅藻土5份，聚丙烯酰胺10份，硅烷偶聯(lián)劑28份，二甲苯40份，聚丙烯酸鈉6份， 二乙烯三胺18份，二丙二醇丁醚6份。
[0019] 所述的硼改性聚氨酯復(fù)合涂料的制備方法，包括以下步驟： (1) 按重量份將蓖麻油135份和硼酸35份加入到二甲苯中，在45°C下攪拌反應(yīng)4h，然后 加入甲苯二異氰酸酯45份繼續(xù)反應(yīng)8h，得到硼改性聚氨酯； (2) 按重量份比將納米二氧化硅、碳化硅、鋁粉、氧化鋁和滑石粉充分研磨細(xì)化并混合 均勻，在90°C下烘干25min，得到共混物； (3) 按重量份比將步驟(1)中得到的硼改性聚氨酯、羥乙基纖維素鈉、聚丙烯酸酯、丙烯 酰胺和聚丙烯酸鈉加入到分散缸中，在室溫下700rpm下攪拌lh，然后再依次加入步驟(2)得 到的共混物、硅藻土、硅烷偶聯(lián)劑、二乙烯三胺和二丙二醇丁醚，在450°C下攪拌3h，即制備 得到硼改性聚氨酯復(fù)合涂料。
[0020] 實(shí)施例4 一種硼改性聚氨酯復(fù)合涂料，包括以重量份計(jì)的以下組分:硼改性聚氨酯100份，納米 二氧化硅6份，碳化硅2.5份，錯(cuò)粉1.2份，氧化鋁25份，滑石粉1份，輕乙基纖維素鈉8份，聚丙 烯酸酯18份，硅藻土 4.5份，聚丙烯酰胺12份，硅烷偶聯(lián)劑25份，二甲苯45份，聚丙烯酸鈉7.5 份，二氨基二苯基甲砜16份，二丙二醇丁醚6份。
[0021] 所述的硼改性聚氨酯復(fù)合涂料的制備方法，包括以下步驟： (1) 按重量份將蓖麻油125份和硼酸35份加入到二甲苯中，在50°C下攪拌反應(yīng)3h，然后 加入甲苯二異氰酸酯50份繼續(xù)反應(yīng)10h，得到硼改性聚氨酯； (2) 按重量份比將納米二氧化硅、碳化硅、鋁粉、氧化鋁和滑石粉充分研磨細(xì)化并混合 均勻，在85°C下烘干30min，得到共混物； (3) 按重量份比將步驟(1)中得到的硼改性聚氨酯、羥乙基纖維素鈉、聚丙烯酸酯、丙烯 酰胺和聚丙烯酸鈉加入到分散缸中，在室溫下600rpm下攪拌lh，然后再依次加入步驟(2)得 到的共混物、硅藻土、硅烷偶聯(lián)劑、二氨基二苯基甲砜和二丙二醇丁醚，在50 °C下攪拌2.5h， 即制備得到硼改性聚氨酯復(fù)合涂料。
[0022] 對(duì)比例 一種聚氨酯復(fù)合涂料，包括以重量份計(jì)的以下組分:聚氨酯100份，納米二氧化硅6份， 碳化硅2.5份，鋁粉1.2份，氧化鋁25份，滑石粉1份，羥乙基纖維素鈉8份，聚丙烯酸酯18份， 硅藻土4.5份，聚丙烯酰胺12份，硅烷偶聯(lián)劑25份，二甲苯45份，聚丙烯酸鈉7.5份，二氨基二 苯基甲砜16份，二丙二醇丁醚6份。
[0023] 所述的聚氨酯復(fù)合涂料的制備方法，包括以下步驟： (1) 在反應(yīng)器中分別加入二甲苯、蓖麻油和甲苯二異氰酸酯在50°C下攪反應(yīng)10h，得到 聚氨酯； (2) 按重量份比將納米二氧化硅、碳化硅、鋁粉、氧化鋁和滑石粉充分研磨細(xì)化并混合 均勻，在85°C下烘干30min，得到共混物； (3) 按重量份比將步驟(1)中得到的聚氨酯、羥乙基纖維素鈉、聚丙烯酸酯、丙烯酰胺和 聚丙烯酸鈉加入到分散缸中，在室溫下600rpm下攪拌lh，然后再依次加入步驟(2)得到的共 混物、硅藻土、硅烷偶聯(lián)劑、二氨基二苯基甲砜和二丙二醇丁醚，在50°C下攪拌2.5h，即制備 得到聚氨酯復(fù)合涂料。
[0024] 對(duì)上述實(shí)施例1至4制備得到的硼改性聚氨酯復(fù)合涂料及對(duì)比例制備得到的聚氨 酯復(fù)合涂料進(jìn)行性能測試，其測試結(jié)果如下表所示：
從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，實(shí)施例1至4制備得到的硼改性聚氨酯復(fù)合涂料均具有優(yōu)良 的附著力和高熱分解溫度，且具有良好的耐腐蝕性，而且性能均優(yōu)于對(duì)比例制備的聚氨酯 復(fù)合涂料，主要是因?yàn)橥ㄟ^對(duì)聚氨酯進(jìn)行改性，將硼原子引入到聚氨酯分子中，硼起到了改 性劑和交聯(lián)劑的雙重作用，硼原子的加入能有效改善聚氨酯產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、物理性能和熱穩(wěn) 定性，硼改性聚氨酯涂料性能明顯提高，能夠耐高溫，且具有優(yōu)異的耐腐蝕性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種硼改性聚氨酯復(fù)合涂料，其特征在于包括以重量份計(jì)的以下組分:硼改性聚氨 酯100份，納米二氧化硅2~8份，碳化硅1~5份，鋁粉0.5~2份，氧化鋁10~30份，滑石粉0.2 ~2份，羥乙基纖維素鈉5~10份，聚丙烯酸酯15~25份，硅藻土 2~6份，聚丙烯酰胺8~15 份，硅烷偶聯(lián)劑20~40份，二甲苯30~50份，分散劑5~12份，固化劑12~25份，成膜劑3~8 份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硼改性聚氨酯復(fù)合涂料，其特征在于包括以重量份計(jì)的以下 組分:硼改性聚氨酯100份，納米二氧化硅6份，碳化硅2.5份，鋁粉1.2份，氧化鋁25份，滑石 粉1份，羥乙基纖維素鈉8份，聚丙烯酸酯18份，硅藻土 4.5份，聚丙烯酰胺12份，硅烷偶聯(lián)劑 25份，二甲苯45份，分散劑7.5份，固化劑16份，成膜劑6份。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硼改性聚氨酯復(fù)合涂料，其特征在于所述的分散劑為聚丙烯 酸鈉。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硼改性聚氨酯復(fù)合涂料，其特征在于所述的成膜劑為十二醇 酯或者二丙二醇丁醚。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硼改性聚氨酯復(fù)合涂料，其特征在于所述的固化劑為二乙烯 三胺或者二氨基二苯基甲砜。6. 權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的硼改性聚氨酯復(fù)合涂料的制備方法，其特征在于包括 以下步驟： (1) 按重量份將蓖麻油120~150份和硼酸30~40份加入到二甲苯中，在40°C~60°C下 攪拌反應(yīng)2h~5h，然后加入甲苯二異氰酸酯40~60份繼續(xù)反應(yīng)6h~12h，得到硼改性聚氨 醋； (2) 按重量份比將納米二氧化硅、碳化硅、鋁粉、氧化鋁和滑石粉充分研磨細(xì)化并混合 均勾，在80°C~100°C下烘干20min~40min，得到共混物； (3) 按重量份比將步驟（1)中得到的硼改性聚氨酯、羥乙基纖維素鈉、聚丙烯酸酯、丙烯 酰胺和分散劑加入到分散缸中，在室溫下500rpm~800rpm下攪拌lh，然后再依次加入步驟 (2)得到的共混物、硅藻土、硅烷偶聯(lián)劑、固化劑和成膜劑，在40°C~60°C下攪拌2h~4h，即 制備得到硼改性聚氨酯復(fù)合涂料。
【文檔編號(hào)】C09D175/14GK105949988SQ201610374711
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】灝や負(fù), 尤為
【申請(qǐng)人】無錫伊佩克科技有限公司