一種抗紫外線的水性聚氨酯涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗紫外線的水性聚氨酯涂料，它是由下述重量份的原料組成的：烷醇酰胺0.1?0.2、四氯化鈦10?14、六水三氯化鐵0.3?0.7、28?30%的過(guò)氧化氫溶液30?40、聚ε?己內(nèi)酯二醇600?700、異佛爾酮二異氰酸酯470?500、丙酮20?30、二羥甲基丙酸13?20、二甘醇4?6、辛酸亞錫0.1?0.16、三乙胺5?7、四[β?（3，5?二叔丁基?4?羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯0.5?一縮二丙二醇0.2?0.4、羥基乙酸0.1?0.2、鉬酸銨1.3?2、sp800.8?1、氟化鈣1?2、烯基琥珀酸酐0.7?1.4。本發(fā)明的涂膜具有很好的紫外光吸收能力、自清潔性能及拉伸強(qiáng)度。
【專利說(shuō)明】
一種抗紫外線的水性聚氨酯涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及水性聚氨酯涂料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抗紫外線的水性聚氨酯涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水性聚氨酯以水作為分散介質(zhì)，與傳統(tǒng)溶劑型聚氨酯相比，具有環(huán)保、不易燃燒、無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于涂料、粘合劑、皮革涂飾劑、紡織工業(yè)等領(lǐng)域。但是，水性聚氨酯膜的抗紫外老化能力弱，且易被污染，影響了其使用效果。研究表明，通過(guò)無(wú)機(jī)納米粒子改性的納米復(fù)合材料不僅具有聚合物諸如延展性、彈性等性質(zhì)，而且也能表現(xiàn)出所添加無(wú)機(jī)材料的性質(zhì)。納米二氧化鈦(Ti02)是一種重要的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料，具有良好的光催化性、高穩(wěn)定性、無(wú)毒及強(qiáng)紫外線吸收等優(yōu)異性能。因此，通過(guò)納米Ti02改性，可以賦予水性聚氨酯復(fù)合膜抗菌性、自潔性和紫外吸收能力等，是提高水性聚氨酯膜性能的一種有效途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種抗紫外線的水性聚氨酯涂料及其制備方法。
[0004]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種抗紫外線的水性聚氨酯涂料，它是由下述重量份的原料組成的:
烷醇酰胺0.1-0.2、四氯化鈦10-14、六水三氯化鐵0.3-0.7、28-30%的過(guò)氧化氫溶液30-40、聚ε-己內(nèi)酯二醇600-700、異佛爾酮二異氰酸酯470-500、丙酮20-30、二羥甲基丙酸13-20、二甘醇4-6、辛酸亞錫0.1-0.16、三乙胺5-7、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.5-—縮二丙二醇0.2-0.4、羥基乙酸0.1-0.2、鉬酸銨I.3-2、sp800.8-1、氟化鈣1-2、烯基琥珀酸酐0.7-1.4。
[0005]—種所述的抗紫外線的水性聚氨酯涂料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述sp80加入到其重量17-20倍的、70-75%的乙醇溶液中，加入四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，攪拌均勻，為抗紫外線乳液；
(2)將上述一縮二丙二醇、聚乙烯苯磺酸混合，攪拌均勻，加入上述異佛爾酮二異氰酸酯重量的3-4%，升高溫度為60-70°C，保溫反應(yīng)20-30分鐘，與上述抗紫外線乳液混合，攪拌均勻，滴加濃度為96-98%的硫酸，調(diào)節(jié)pH為1-2，在上述溫度下保溫40-50分鐘，脫水，得改性單體；
(3)將上述烯基琥珀酸酐加入到其重量17-20倍的去離子水中，升高溫度為80-90°C，加入烷醇酰胺，保溫?cái)嚢?-6分鐘，得水分散液；
(4)將上述四氯化鈦加入到其重量80-100倍的去離子水中，在3-5°C下攪拌混合20-30分鐘，加入六水三氯化鐵，攪拌條件下滴加濃度為5-6%的氨水溶液，調(diào)節(jié)pH為8-8.6，靜置30-40分鐘，與上述水分散液混合，攪拌均勻，抽濾，將濾餅水洗3-4次，常溫干燥，得摻雜沉淀； (5)將上述摻雜沉淀加入到其重量100-120倍的去離子水中，超聲分散3-5分鐘，加入上述28-30%的過(guò)氧化氫溶液，磁力攪拌30-40分鐘，送入到沸水浴中，恒溫加熱3-5小時(shí)，得摻雜鈦溶膠；
(6)將上述聚ε-己內(nèi)酯二醇在10-1lOcC下真空脫水10-15分鐘，冷卻至30-40°C，通入氮?dú)?，加入剩余的異佛爾酮二異氰酸酯，升高溫度?0-90°C，恒溫?cái)嚢?.6-2小時(shí)，加入上述丙酮重量的20-30%，降低溫度為30-40°C，依次加入上述摻雜鈦溶膠、改性單體、二羥甲基丙酸，升高溫度為76-80 0C，保溫反應(yīng)40-50分鐘，降低溫度為40-50 °C，依次加入剩余的丙酮、二甘醇、辛酸亞錫，緩慢升高溫度為70-75°C，保溫反應(yīng)5-6小時(shí)，冷卻至常溫，倒入乳化桶中，加入剩余各原料，攪拌均勻，加入體系重量30-40%的去離子水，1200-1700轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?6-20分鐘，得抗紫外線的水性聚氨酯涂料。
[0006]所述的一種抗紫外線的水性聚氨酯涂料及其制備方法，本發(fā)明涂料的使用方法為:
將需要涂覆的基材加入到本發(fā)明的鈦摻雜水洗聚氨酯涂料中，浸潤(rùn)10-20分鐘，取出后置于常溫下通風(fēng)4-5天，再在46-50 0C下干燥6-10小時(shí)，即可。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明的涂膜具有很好的拉伸強(qiáng)度:
高力學(xué)穩(wěn)定性的粒子成為固定位點(diǎn)，限制了基體分子鏈的運(yùn)動(dòng)，從而提高拉伸強(qiáng)度，納米粒子在基體中分散均勻，材料受到外力拉伸時(shí)形成受力中心，能夠引發(fā)更多的銀紋，消耗大量的能量，起到了補(bǔ)強(qiáng)的作用，因此將納米二氧化鈦加入到有機(jī)聚合物中可以提高有機(jī)基底的力學(xué)性能，提高涂膜的拉伸強(qiáng)度；
本發(fā)明的涂膜具有很好的紫外光吸收能力及自清潔性能:
Fe3+摻雜納米二氧化鈦溶膠在可見光下具有最強(qiáng)的光催化性能，能夠明顯提高涂膜的抗紫外光性能；同時(shí)可以利用其光催化降解能力將表面附著的污染物降解去除，因此也具有很好的自清潔性能。
[0008]本發(fā)明的涂料還加入了四[β(3，5二叔丁基羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，更進(jìn)一步的提高了紫外光吸收能力。
【具體實(shí)施方式】
[0009]—種抗紫外線的水性聚氨酯涂料，它是由下述重量份的原料組成的:
烷醇酰胺0.1、四氯化鈦10、六水三氯化鐵0.3、28%的過(guò)氧化氫溶液30、聚ε己內(nèi)酯二醇600、異佛爾酮二異氰酸酯470、丙酮20、二羥甲基丙酸13、二甘醇4、辛酸亞錫0.1、三乙胺5、四[β(3，5二叔丁基羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.5—縮二丙二醇0.2、羥基乙酸0.1、鉬酸銨1.3、sp800.8、氟化鈣1、烯基琥珀酸酐0.7。
[0010]—種所述的抗紫外線的水性聚氨酯涂料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述sp80加入到其重量17倍的、70%的乙醇溶液中，加入四[β(3，5二叔丁基羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，攪拌均勻，為抗紫外線乳液；
(2)將上述一縮二丙二醇、聚乙烯苯磺酸混合，攪拌均勻，加入上述異佛爾酮二異氰酸酯重量的3%，升高溫度為60°C，保溫反應(yīng)20分鐘，與上述抗紫外線乳液混合，攪拌均勻，滴加濃度為96%的硫酸，調(diào)節(jié)pH為I，在上述溫度下保溫40分鐘，脫水，得改性單體；
(3)將上述烯基琥珀酸酐加入到其重量17倍的去離子水中，升高溫度為80°C，加入烷醇酰胺，保溫?cái)嚢?分鐘，得水分散液；
(4)將上述四氯化鈦加入到其重量80倍的去離子水中，在3°C下攪拌混合20分鐘，加入六水三氯化鐵，攪拌條件下滴加濃度為5%的氨水溶液，調(diào)節(jié)pH為8，靜置30分鐘，與上述水分散液混合，攪拌均勻，抽濾，將濾餅水洗3次，常溫干燥，得摻雜沉淀；
(5)將上述摻雜沉淀加入到其重量100倍的去離子水中，超聲分散3分鐘，加入上述28%的過(guò)氧化氫溶液，磁力攪拌30分鐘，送入到沸水浴中，恒溫加熱3小時(shí)，得摻雜鈦溶膠；
(6)將上述聚ε己內(nèi)酯二醇在100°C下真空脫水10分鐘，冷卻至30°C，通入氮?dú)?，加入剩余的異佛爾酮二異氰酸酯，升高溫度?0°C，恒溫?cái)嚢?.6小時(shí)，加入上述丙酮重量的20%，降低溫度為30°C，依次加入上述摻雜鈦溶膠、改性單體、二羥甲基丙酸，升高溫度為76°C，保溫反應(yīng)40分鐘，降低溫度為40 °C，依次加入剩余的丙酮、二甘醇、辛酸亞錫，緩慢升高溫度為70°C，保溫反應(yīng)5小時(shí)，冷卻至常溫，倒入乳化桶中，加入剩余各原料，攪拌均勻，加入體系重量30%的去離子水，1200轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?6分鐘，得抗紫外線的水性聚氨酯涂料。
[0011]—種抗紫外線的水性聚氨酯涂料及其制備方法，本發(fā)明涂料的使用方法為:
將需要涂覆的基材加入到本發(fā)明的鈦摻雜水洗聚氨酯涂料中，浸潤(rùn)10分鐘，取出后置于常溫下通風(fēng)4天，再在46 0C下干燥6小時(shí)，即可。
[0012]性能測(cè)試:
吸水率0.0146%，吸水前粘結(jié)力為12.70 MPa，在吸水浸泡實(shí)驗(yàn)浸泡3200 h后保持10.38MPa的高粘結(jié)力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種抗紫外線的水性聚氨酯涂料，其特征在于，它是由下述重量份的原料組成的: 烷醇酰胺0.1-0.2、四氯化鈦10-14、六水三氯化鐵0.3-0.7、28-30%的過(guò)氧化氫溶液30-40、聚ε-己內(nèi)酯二醇600-700、異佛爾酮二異氰酸酯470-500、丙酮20-30、二羥甲基丙酸13-20、二甘醇4-6、辛酸亞錫0.1-0.16、三乙胺5-7、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.5-1、一縮二丙二醇0.2-0.4、羥基乙酸0.1-0.2、鉬酸銨I.3-2、sp800.8-1、氟化鈣1-2、烯基琥珀酸酐0.7-1.4。2.—種如權(quán)利要求1所述的抗紫外線的水性聚氨酯涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將上述sp80加入到其重量17-20倍的、70-75%的乙醇溶液中，加入四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，攪拌均勻，為抗紫外線乳液； (2)將上述一縮二丙二醇、聚乙烯苯磺酸混合，攪拌均勻，加入上述異佛爾酮二異氰酸酯重量的3-4%，升高溫度為60-70°C，保溫反應(yīng)20-30分鐘，與上述抗紫外線乳液混合，攪拌均勻，滴加濃度為96-98%的硫酸，調(diào)節(jié)pH為1-2，在上述溫度下保溫40-50分鐘，脫水，得改性單體； (3)將上述烯基琥珀酸酐加入到其重量17-20倍的去離子水中，升高溫度為80-90°C，加入烷醇酰胺，保溫?cái)嚢?-6分鐘，得水分散液； (4)將上述四氯化鈦加入到其重量80-100倍的去離子水中，在3-5°C下攪拌混合20-30分鐘，加入六水三氯化鐵，攪拌條件下滴加濃度為5-6%的氨水溶液，調(diào)節(jié)pH為8-8.6，靜置30-40分鐘，與上述水分散液混合，攪拌均勻，抽濾，將濾餅水洗3-4次，常溫干燥，得摻雜沉淀； (5)將上述摻雜沉淀加入到其重量100-120倍的去離子水中，超聲分散3-5分鐘，加入上述28-30%的過(guò)氧化氫溶液，磁力攪拌30-40分鐘，送入到沸水浴中，恒溫加熱3-5小時(shí)，得摻雜鈦溶膠； (6)將上述聚ε-己內(nèi)酯二醇在100-110°C下真空脫水10-15分鐘，冷卻至30-40°C，通入氮?dú)?，加入剩余的異佛爾酮二異氰酸酯，升高溫度?0-90°C，恒溫?cái)嚢?.6-2小時(shí)，加入上述丙酮重量的20-30%，降低溫度為30-40°C，依次加入上述摻雜鈦溶膠、改性單體、二羥甲基丙酸，升高溫度為76-80 0C，保溫反應(yīng)40-50分鐘，降低溫度為40-50 °C，依次加入剩余的丙酮、二甘醇、辛酸亞錫，緩慢升高溫度為70-75°C，保溫反應(yīng)5-6小時(shí)，冷卻至常溫，倒入乳化桶中，加入剩余各原料，攪拌均勻，加入體系重量30-40%的去離子水，1200-1700轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?6-20分鐘，得抗紫外線的水性聚氨酯涂料。3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種抗紫外線的水性聚氨酯涂料及其制備方法，本發(fā)明涂料的使用方法為: 將需要涂覆的基材加入到本發(fā)明的鈦摻雜水洗聚氨酯涂料中，浸潤(rùn)10-20分鐘，取出后置于常溫下通風(fēng)4-5天，再在46-50 0C下干燥6-10小時(shí)，即可。
【文檔編號(hào)】C09D5/16GK105860817SQ201610279948
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】李強(qiáng)
【申請(qǐng)人】李強(qiáng)