一种用于橡塑保温材料的聚氨酯涂料及其制备方法与流程

本发明涉及涂料，具体涉及一种用于橡塑保温材料的聚氨酯涂料及其制备方法。

背景技术：

1、橡塑保温材料能够阻断热传递途径而被作为内外环境的隔热屏障，

2、聚氨酯涂料具有优良的耐候性、耐化学性和附着力，而且施工简单，因此能够作为橡塑保温材料的涂料，然而，聚氨酯涂料的耐磨性不佳，耐水性能一般，而且力学性能较差，很容易导致施工后形成的涂层在摩擦等外力作用下发生破裂，并且也难以抵御雨水侵蚀，进而无法实现对橡塑保温材料的保护作用，因此，制作出综合性能优良的聚氨酯涂料，对橡塑保温材料的发展具有重要意义。

3、目前现有技术针对于聚氨酯涂料的改进相对较为片面，例如发明专利cn202311167858.2，公开了一种单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法，通过将聚二甲基苯酚二元醇引入配方体系中，提升聚氨酯链段的硬段含量，同时配合引入稠合呋喃环，增加聚氨酯主链的刚性结构占比，进而达到增强力学性能的效果，因此，可以通过对聚氨酯涂料的配方进行设计，解决现有技术存在的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于橡塑保温材料的聚氨酯涂料及其制备方法，解决了聚氨酯涂料耐磨性不佳且耐水性和力学性能较差的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种用于橡塑保温材料的聚氨酯涂料的制备方法，所述聚氨酯涂料包括甲组分和乙组分；

4、按照重量份数计，所述甲组分包括下列原料：

5、聚醚多元醇                               45-60份；

6、催化剂                                   0.1-0.3份；

7、高分子防水功能剂                         2-3.5份

8、聚磷酸铵                                 2-4份；

9、三聚氰胺氰尿酸盐                         3-5份；

10、氢氧化铝                                 4-8份；

11、包覆改性硅藻土功能剂                     2-5份；

12、消泡剂                                   0.2-0.4份；

13、有机染料                                 5-10份；

14、稀释剂                                   20-40份；

15、按照重量份数计，所述乙组分包括下列原料：

16、异氰酸酯固化剂                           25-35份；

17、所述制备方法包括下列步骤：

18、第一步、按照重量份数称取甲组分中的各原料，并投入搅拌釜中，于800-1000r/min的搅拌速度，将各物料搅拌混合至均匀，形成的混合物料记为前置料；

19、第二步、将乙组分中的原料按照重量份数称取，控制搅拌速度为200-300r/min，在搅拌条件下，将乙组分的原料投入至搅拌釜中，搅拌混合均匀后，倒出物料，室温保存，即为聚氨酯涂料。

20、在上述聚氨酯涂料中，以聚醚多元醇为软段聚合物，以高分子防水功能剂和防水改性组分，通过将聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐和氢氧化铝复配，形成阻燃改性组分，其中聚磷酸铵和三聚氰胺氰尿酸盐作为有机类型的无卤阻燃剂，具有环境友好效果，而且聚磷酸铵和三聚氰胺氰尿酸盐能够协同配合，与无机阻燃剂氢氧化铝复合能够利用彼此之间的优势，产生协效阻燃效果，进而达到以较少的添加量，就能达到有效提升阻燃效果的目的，避免了无机阻燃剂添加量较多对聚氨酯涂料的性能造成负面影响。

21、更进一步地，所述聚醚多元醇为聚四氢呋喃醚二醇、聚己内脂二元醇或者聚丙二醇中的任一种；所述催化剂为二月桂酸二辛基锡、二月桂酸二丁基锡或者二醋酸二丁基锡中的任一种。

22、更进一步地，所述异氰酸酯固化剂为甲苯二异氰酸酯三聚体。

23、更进一步地，所述高分子防水功能剂采用下列方法制备：

24、将3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐和n,n-二甲基甲酰胺加入至氮气保护的反应釜中，搅拌溶解后，继续向釜中加入n-叔丁基二乙醇胺和相转移催化剂，加完后，于60-70℃下保温搅拌8-12h后，进一步升高温度至70-80℃，持续搅拌1-2h后，分离出物料并收集，即可获得高分子防水功能剂。

25、以3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐和n-叔丁基二乙醇胺为聚合单体，在相转移催化剂和高温条件下，彼此之间的活性取代基发生连续的开环酯化，形成具有联苯和叔丁基的嵌段型结构的高分子料，即高分子防水功能剂。

26、更进一步地，所述3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐和n-叔丁基二乙醇胺的摩尔比为1:1。

27、更进一步地，所述相转移催化剂为对甲苯磺酸。

28、更进一步地，所述包覆改性硅藻土功能剂采用下列方法制备：

29、（1）将壳聚糖溶解在质量分数为1%的醋酸溶液中，配置成壳聚糖溶液，将经预处理的硅藻土加入至壳聚糖溶液中，于60-80hz的超声频率下，超声分散1-2h，形成分散液；

30、（2）将3-缩水甘油醚氧基丙基封端二甲基聚硅氧烷溶于乙醇中，形成均匀溶液后，设置搅拌速度为500-1000r/min，在不断搅拌条件下，将均匀溶液加入至分散液中，加完后，于60-70℃的温度条件下保温搅拌8-12h，分离物料，收集固体料，记为包覆改性硅藻土功能剂。

31、在步骤（1）中，由于硅藻土具有孔隙结构，经预处理后，硅藻土的孔隙结构充分暴漏，在超声条件下，壳聚糖分子会被吸附进入硅藻土的孔隙中，从而将壳聚糖分子嵌入硅藻土中，形成分散液。

32、在步骤（2）中，以3-缩水甘油醚氧基丙基封端二甲基聚硅氧烷为连接剂，将硅藻土孔隙中壳聚糖分子进行串联，同时，分散液中含有的壳聚糖同样会被连接剂连接，同样会被串联，从而在硅藻土表面和孔隙内形成聚硅氧烷-壳聚糖的桥连键合，从而实现对硅藻土的高效包覆，制得包覆改性硅藻土功能剂。

33、更进一步地，步骤（1）中，所述壳聚糖溶液的质量分数为5-10%。

34、更进一步地，步骤（1）中，所述硅藻土的预处理方法具体如下所述：

35、将硅藻土放置于马弗炉中，控制温度为400-500℃，煅烧1-3h后取出，浸泡在稀硫酸溶液中，在40-50℃的温度条件中超声处理20-40min后，分离，收集固体料，即可。

36、硅藻土经高温煅烧和酸处理，可将其孔隙中的杂质融出，从而暴漏出更高的孔隙率，有利于后续的包覆处理。

37、更进一步地，所述有机染料为靛蓝、茜素红或者罗丹明b中的任一种；所述稀释剂为醋酸丁酯或者二甲苯。

38、一种用于橡塑保温材料的聚氨酯涂料，采用上述的制备方法制得。

39、本发明的有益效果：

40、（1）本发明采用具有联苯和叔丁基的嵌段型结构的聚合物作为高分子防水功能剂，由于其结构中含有活性取代基，可在后续聚氨酯涂料固化时，参与聚氨酯的聚合过程，从而将联苯和叔丁基的嵌段型结构引入聚氨酯主链中，利用刚性联苯链节和强疏水性的叔丁基链节，丰富聚氨酯结构的多样性，有效改善聚氨酯涂料的耐水性，另外，由于高分子防水功能剂中含有多个活性取代基，因此能够充当交联剂，提高聚氨酯的分子链密度，因此涂料固化后形成的涂层致密度会更高，从而表现出更好的防水性能。

41、（2）本发明制备的包覆改性硅藻土功能剂表面含有有机包覆层，由于该有机包覆层中同时含有极性链段和非极性链段，因此能够与聚氨酯涂料中的各个组分具有良好的亲和性，相当于是在硅藻土和聚氨酯涂料中间形成了一种“过渡”，在聚氨酯涂料固化过程中，能够促使硅藻土均匀分散在涂层中，避免产生相分离现象，还能形成物理层面的交联核心，承担骨架支撑作用，从而能够最大程度发挥硅藻土的优势，使涂层表面出良好的耐磨性和力学性能等。

42、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。