本發(fā)明涉及體育器材涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐磨防菌型體育器材用涂料的制備方法。

背景技術(shù)：
隨著人們的生活水平不斷提高，越來越多的人在繁忙的工作之余，走進(jìn)各類運(yùn)動(dòng)場(chǎng)。另一方面，現(xiàn)代競(jìng)技體育的發(fā)展亦要求體育專家在講求科學(xué)訓(xùn)練的同時(shí)，還要非常重視對(duì)體育器材的改進(jìn)與研制，這使得體育器材市場(chǎng)取得了空前的繁榮。對(duì)于現(xiàn)有的體育器材，其表面一般采用烤漆或者噴漆進(jìn)行美化和保護(hù)。然后，長(zhǎng)期暴于室外，紫外光照射、雨水沖洗，會(huì)使表層保護(hù)漆老化脫落，降低美化度和使用壽命；再者，某些健身器材，由于人體經(jīng)常與其接觸，一方面會(huì)使保護(hù)層刮傷，另一方面人體汗液會(huì)使器材滋生細(xì)菌，影響身體健康。隨著人們對(duì)體育器材越來越苛刻的要求，需要發(fā)明一種保護(hù)性、美化型和舒適型更好的保護(hù)層，來滿足體育事業(yè)發(fā)展和人們生活的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種耐磨防菌型體育器材用涂料的制備方法，用以克服傳統(tǒng)體育器材保護(hù)層易刮傷以及易滋生細(xì)菌的缺陷。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案為：一種耐磨防菌型體育器材用涂料的制備方法，該涂料由彈性體A組分和B組分按照1：2.5~1：3的重量比混合固化而成，其制備方法包括以下步驟：步驟一：制備A組分將聚醚二元醇加入反應(yīng)釜中，于80℃下攪拌，同時(shí)進(jìn)行抽真空脫水脫氣處理2h后，冷卻至50℃，加入二苯基甲烷二異氰酸酯，并在85℃下反應(yīng)2h后，冷卻至室溫，制得A組分；其中，A組分中各成分的重量百分比依次為：聚醚二元醇55~69%和二苯基甲烷二異氰酸酯31~45%；步驟二：制備B組分（1）、將金屬鋁置于坩堝中，并置于1000~1200℃的真空室中加熱至金屬鋁全部熔化，將玻璃纖維送入真空室，加熱20~30min，形成微膠囊A，備用；（2）、將金屬鋅置于坩堝中，并置于900~1000℃的真空室中加熱至金屬鋅全部熔化，將納米二硒化鈮送入真空室，28~35min，形成微膠囊B，備用；（3）、按照1：2的摩爾比，依次稱取醋酸鈦和硫化鈉，并稱取與醋酸鈦和硫化鈉總重量等量的環(huán)氧樹脂，將環(huán)氧樹脂溶解于丙酮溶液中，將醋酸鈦溶解于甲醇溶液中，然后將溶解了環(huán)氧樹脂的丙酮溶液和溶解了醋酸鈦的甲醇溶液置于分散機(jī)中，加入硫化鈉，在18000rpm條件下分散3~7分鐘，制得二硫化鈦懸浮在環(huán)氧樹脂中的微乳液，備用；（4）、按照1：4的摩爾比，將仲丁醇鋁溶液與乙醇混合，在60℃條件下恒溫水浴加熱1~1.5h，靜置至室溫后，制得氧化鋁溶膠；按照鋁：硅摩爾比為2：1，稱取氧化鋁溶膠和氧化硅氣凝膠混合，加入稀鹽酸調(diào)整溶膠pH為2，形成復(fù)合溶膠；按照15：1：4的體積比，分別量取蓖麻油、溴化銨和氨水，混合得混合溶液，并加入混合溶液4倍的復(fù)合溶膠，攪拌10~15h后產(chǎn)生沉淀，利用去離子水洗滌沉淀后，將沉淀浸于乙醇溶液中，在60℃條件下恒溫水浴加熱24h，然后在70~80℃下干燥2~3h，制得復(fù)合凝膠顆粒，備用；（5）、將硅烷偶聯(lián)劑和氮化硼按1：100的重量比進(jìn)行混合，制得改性氮化硼；按照此方法分別利用納米銀和二氧化鈦，制得納米改性銀和改性二氧化鈦，將改性氮化硼、納米改性銀和改性二氧化鈦改性按照1~2：1~5：1~5的重量比進(jìn)行混合，得無機(jī)改性微粒，備用；（6）、按照聚醚三元醇10~40%、聚醚二元醇15~20%、改性丙烯酸酯15~17%、步驟（1）制得的微膠囊A2~4%、步驟（2）制得的微膠囊B3~6%、步驟（4）制得的復(fù)合凝膠顆粒5~10%、步驟（5）制得的無機(jī)改性微粒3~13%、助劑17~20%，另量取體積與聚醚三元醇、聚醚二元醇和改性丙烯酸酯總重量的比例為3.0mL：1g的步驟（3）制得的微乳液，將聚醚三元醇和聚醚二元醇加入到反應(yīng)釜中，于85℃下攪拌，進(jìn)行抽真空脫水脫氣處理2h后，再加入改性丙烯酸酯、復(fù)合凝膠顆粒和微乳液，在50~60℃下攪拌2~3h；然后再加入微膠囊A、微膠囊B、無機(jī)改性微粒和助劑，在45~60℃下加熱10~30min，然后超聲波混合均勻，制得B組分；步驟三：制備涂料將步驟一制得的A組分與步驟二制得的B組分按照1：2.5~1：3的重量比進(jìn)行混合，攪拌聚合，待固化后，即得到涂料。其中，步驟二（1）和（2）中，真空室中的真空度均為10-4~10-2Pa。其中，步驟二（6）中的助劑由重量比為2：15：3：5：3：3的交聯(lián)劑、增塑劑、油性引發(fā)劑、有機(jī)硅類流平劑、受阻胺光穩(wěn)定劑和紫外線吸收劑組成，其中，交聯(lián)劑為三羥基甲烷，增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯，油性引發(fā)劑為過氧化苯甲酰。本發(fā)明中，改性二氧化鈦具有在可見光和紫外光下殺菌、降解細(xì)菌、有機(jī)物的作用，在沒有光源下，納米改性銀對(duì)環(huán)境中常見細(xì)菌、大腸桿菌、金色葡萄糖球菌等微生物的抑制或殺滅作用顯著，同時(shí)還可提高涂料的耐磨性。載銀納米二氧化鈦經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑改性后，提高其在涂料中分散性，充分發(fā)揮其抗菌抗紫外功能。苯甲酸鈉也有很高抗菌性，體系中添加苯甲酸鈉，在納米銀、二氧化鈦和苯甲酸鈉三者的共同作用下，其殺菌效果更加明顯。本發(fā)明中添加有受阻胺光穩(wěn)定劑和紫外線吸收劑，對(duì)于改善紫外線長(zhǎng)期作用下的涂料的光澤非常有效，而且，利用納米銀和二氧化鈦粒子的光催化機(jī)理和親水機(jī)理，涂料上的污染物、污漬、灰塵等在光的照射及雨水淋洗等情況下，可被逐步氧化降解為二氧化碳、水等小分子被沖洗掉。有益效果：1、本發(fā)明制備的A組分，生成聚氨酯預(yù)聚體，將微乳液和改性丙烯酸酯引入到聚氨酯預(yù)聚體中，形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，讓體系既具有聚氨酯的韌性、耐酸、耐堿，還具有丙烯酸酯的保光、保色以及戶外耐久性，同時(shí)還具有環(huán)氧樹脂的粘結(jié)性和強(qiáng)度。2、本發(fā)明中，步驟二（1）中，金屬鋁蒸汽凝結(jié)在玻璃纖維表面，形成微膠囊A；而在步驟二（2）中，納米二硒化鈮在900~1000℃下，部分分解生成硒化鈮和元素硒，即微膠囊B內(nèi)部芯材存在納米二硒化鈮、硒化鈮和硒三種可能，均勻包裹玻璃纖維，增加了玻璃纖維與涂料中有機(jī)物的結(jié)合程度，將微膠囊A和微膠囊B混合于涂料中，能夠防止雨水和鹽分的侵入，還能夠抑制由于太陽能紫外線而使涂料劣化的作用。3、本發(fā)明制得的復(fù)合凝膠顆粒混合在涂料中，Si元素能夠進(jìn)入氧化鋁溶膠的微觀結(jié)構(gòu)，提高復(fù)合溶膠顆粒的熱穩(wěn)定性，與受阻胺光穩(wěn)定劑和紫外線吸收劑結(jié)合后，避免涂料長(zhǎng)期暴于室外，因受紫外光照射而老化脫落的現(xiàn)象。另外，本發(fā)明中添加的無機(jī)改性微粒，以及微乳液中含有的二硫化鈦，均能夠均勻分散籽涂料中，提高涂料的耐磨性。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的一種耐磨防菌型體育器材用涂料的制備方法作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。實(shí)施例1一種耐磨防菌型體育器材用涂料的制備方法，該涂料由彈性體A組分和B組分按照1：2.5的重量比混合固化而成，其制備方法包括以下步驟：步驟一：制備A組分將聚醚二元醇加入反應(yīng)釜中，于80℃下攪拌，同時(shí)進(jìn)行抽真空脫水脫氣處理2h后，冷卻至50℃，加入二苯基甲烷二異氰酸酯，并于85℃下反應(yīng)2h，然后冷卻至室溫，制得A組分；其中，A組分中各成分的重量百分比依次為：聚醚二元醇69%和二苯基甲烷二異氰酸酯31%；步驟二：制備B組分（1）、將金屬鋁置于坩堝中，并置于1100℃的真空室中加熱至金屬鋁全部熔化，將玻璃纖維送入真空室，加熱20min，形成微膠囊A，備用，其中，真空室中的真空度為10-2Pa；（2）、將金屬鋅置于坩堝中，并置于910℃的真空室中加熱至金屬鋅全部熔化，將納米二硒化鈮送入真空室，28min，形成微膠囊B，備用，，其中，真空室中的真空度為10-2Pa；（3）、按照1：2的摩爾比，依次稱取醋酸鈦和硫化鈉，并稱取與醋酸鈦和硫化鈉總重量等量的環(huán)氧樹脂，將環(huán)氧樹脂溶解于丙酮溶液中，將醋酸鈦溶解于甲醇溶液中，然后將溶解了環(huán)氧樹脂的丙酮溶液和溶解了醋酸鈦的甲醇溶液置于分散機(jī)中，加入硫化鈉，在18000rpm條件下分散7分鐘，制得二硫化鈦懸浮在環(huán)氧樹脂中的微乳液，備用；其中，環(huán)氧樹脂為雙酚A型與雙酚F型按質(zhì)量比2：1混合而成；（4）、按照1：4的摩爾比，將仲丁醇鋁溶液與乙醇混合，在60℃條件下恒溫水浴加熱1h，靜置至室溫后，制得氧化鋁溶膠；按照鋁：硅摩爾比為2：1，稱取氧化鋁溶膠和氧化硅氣凝膠混合，加入稀鹽酸調(diào)整溶膠pH為2，形成復(fù)合溶膠；按照15：1：4的體積比，分別量取蓖麻油、溴化銨和氨水，混合得混合溶液，并加入混合溶液4倍重量的復(fù)合溶膠，攪拌15h后產(chǎn)生沉淀，利用去離子水洗滌沉淀后，將沉淀浸于乙醇溶液中，在60℃條件下恒溫水浴加熱24h，然后在70℃下干燥3h，制得復(fù)合凝膠顆粒，備用；（5）、將硅烷偶聯(lián)劑和氮化硼按1：100的重量比進(jìn)行混合，制得改性氮化硼；按照此方法分別利用納米銀和二氧化鈦，制得納米改性銀和改性二氧化鈦，將改性氮化硼、納米改性銀和改性二氧化鈦改性按照2：5：3的重量比進(jìn)行混合，得無機(jī)改性微粒，備用；其中，硅烷偶聯(lián)劑為長(zhǎng)鏈烷基硅烷偶聯(lián)劑，WD-10；氮化硼為立方結(jié)構(gòu)氮化硼，粒徑為0.5~1.5微米。（6）、按照聚醚三元醇40%、聚醚二元醇15%、改性丙烯酸酯15%、步驟（1）制得的微膠囊A2%、步驟（2）制得的微膠囊B3%、步驟（4）制得的復(fù)合凝膠顆粒5%、步驟（5）制得的無機(jī)改性微粒3%、助劑17%，另量取體積與聚醚三元醇、聚醚二元醇和改性丙烯酸酯總重量的比例為3.0mL：1g的步驟（3）制得的微乳液，將聚醚三元醇和聚醚二元醇加入到反應(yīng)釜中，于85℃下攪拌，進(jìn)行抽真空脫水脫氣處理2h后，再加入改性丙烯酸酯、復(fù)合凝膠顆粒和微乳液，在60℃下攪拌2h；然后再加入微膠囊A、微膠囊B、無機(jī)改性微粒和助劑，在60℃下加熱10min，然后超聲波混合均勻，制得B組分，其中，助劑由重量比為2：15：3：5：3：3的三羥基甲烷、鄰苯二甲酸二辛酯、過氧化苯甲酰、有機(jī)硅類流平劑、受阻胺光穩(wěn)定劑和紫外線吸收劑組成；步驟三：制備涂料將步驟一制得的A組分與步驟二制得的B組分按照1：2.5的重量比進(jìn)行混合，攪拌聚合，待固化后，即得到涂料。本發(fā)明中，環(huán)氧樹脂是由雙酚A型與雙酚F型按質(zhì)量比2：1混合而成，使得環(huán)氧樹脂有很好的粘合強(qiáng)度、耐磨，同時(shí)環(huán)氧樹脂可以與預(yù)聚體聚氨酯反應(yīng)形成聚氨酯-環(huán)氧樹脂互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物，提高復(fù)合材料的強(qiáng)度和韌性。過氧化苯甲?？蓪⒈┧狨ト苊浀骄郯滨ヮA(yù)聚物中，并在體系中聚合，形成分步互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物，研究表明，二者官能團(tuán)之間的物理相互作用有利于彈性模量的提高，并且隨著官能團(tuán)數(shù)量的增大，產(chǎn)物表現(xiàn)出典型的高聚物性能，使復(fù)合材料具有耐磨、耐腐蝕、韌性好，同時(shí)還具有保光保色以及戶外耐久性好的特點(diǎn)。用長(zhǎng)鏈硅烷偶聯(lián)劑改性無機(jī)粒子，容易在無機(jī)粒子表面形成較厚的有機(jī)保護(hù)層，有助于無機(jī)粒子在聚合物涂層中均勻分散，同時(shí)硅烷偶聯(lián)劑改性無機(jī)粒子表面的C=C官能團(tuán)能夠與丙烯酸酯間發(fā)生自由基聚合，形成化學(xué)鍵合作用，粒子表面化學(xué)吸附的樹脂分子最多，而且，長(zhǎng)鏈硅烷偶聯(lián)劑更有利于丙烯酸樹脂分子在無機(jī)粒子表面上的化學(xué)吸附。當(dāng)無機(jī)粒子用量達(dá)到一定量時(shí)，無機(jī)粒子的分形結(jié)構(gòu)較為致密，樹脂涂層粘度提高，甚至交聯(lián)，使體系具有較高的儲(chǔ)存模量和拉伸強(qiáng)度，進(jìn)而提高涂料的耐磨性。實(shí)施例2一種耐磨防菌型體育器材用涂料的制備方法，該涂料由彈性體A組分和B組分按照1：3的重量比混合固化而成，其制備方法包括以下步驟：步驟一：制備A組分將聚醚二元醇加入反應(yīng)釜中，于80℃下攪拌，進(jìn)行抽真空脫水脫氣處理2h后，冷卻至50℃，加入二苯基甲烷二異氰酸酯，并于85℃下反應(yīng)2h，冷卻至室溫，制得A組分；其中，A組分中各成分的重量百分比依次為：聚醚二元醇60%和二苯基甲烷二異氰酸酯40%；步驟二：制備B組分（1）、將金屬鋁置于坩堝中，并置于1200℃的真空室中加熱至金屬鋁全部熔化，將玻璃纖維送入真空室，加熱20min，形成微膠囊A，備用，其中，真空室中的真空度為10-4Pa；（2）、將金屬鋅置于坩堝中，并置于1000℃的真空室中加熱至金屬鋅全部熔化，將納米二硒化鈮送入真空室，28min，形成微膠囊B，備用其中，真空室中的真空度為10-4Pa；（3）、按照1：2的摩爾比，依次稱取醋酸鈦和硫化鈉，并稱取與醋酸鈦和硫化鈉總重量等量的環(huán)氧樹脂，將環(huán)氧樹脂溶解于丙酮溶液中，將醋酸鈦溶解于甲醇溶液中，然后將溶解了環(huán)氧樹脂的丙酮溶液和溶解了醋酸鈦的甲醇溶液置于分散機(jī)中，加入硫化鈉，在18000rpm條件下分散3分鐘，制得二硫化鈦懸浮在環(huán)氧樹脂中的微乳液，備用；（4）、按照1：4的摩爾比，將仲丁醇鋁溶液與乙醇混合，在60℃條件下恒溫水浴加熱1.5h，靜置至室溫后，制得氧化鋁溶膠；按照鋁：硅摩爾比為2：1，稱取氧化鋁溶膠和氧化硅氣凝膠混合，加入稀鹽酸調(diào)整溶膠pH為2，形成復(fù)合溶膠；按照15：1：4的體積比，分別量取蓖麻油、溴化銨和氨水，混合得混合溶液，并加入混合溶液4倍重量的復(fù)合溶膠，攪拌10h后產(chǎn)生沉淀，利用去離子水洗滌沉淀后，將沉淀浸于乙醇溶液中，在60℃條件下恒溫水浴加熱24h，然后在80℃下干燥2.5h，制得復(fù)合凝膠顆粒，備用；（5）、將硅烷偶聯(lián)劑和氮化硼按1：100的重量比進(jìn)行混合，制得改性氮化硼；按照此方法分別利用納米銀和二氧化鈦，制得納米改性銀和改性二氧化鈦，將改性氮化硼、納米改性銀和改性二氧化鈦改性按照2：4：2的重量比進(jìn)行混合，得無機(jī)改性微粒，備用；（6）、按照聚醚三元醇10%、聚醚二元醇20%、改性丙烯酸酯17%、步驟（1）制得的微膠囊A4%、步驟（2）制得的微膠囊B6%、步驟（4）制得的復(fù)合凝膠顆粒10%、步驟（5）制得的無機(jī)改性微粒13%、助劑20%，另量取體積與聚醚三元醇、聚醚二元醇和改性丙烯酸酯總重量的比例為3.0mL：1g的步驟（3）制得的微乳液，將聚醚三元醇和聚醚二元醇加入到反應(yīng)釜中，于85℃下攪拌，進(jìn)行抽真空脫水脫氣處理2h后，再加入改性丙烯酸酯、復(fù)合凝膠顆粒和微乳液，在50℃下攪拌3h；然后再加入微膠囊A、微膠囊B、無機(jī)改性微粒和助劑，在45℃下加熱30min，然后超聲波混合均勻，制得B組分；步驟三：制備涂料將步驟一制得的A組分與步驟二制得的B組分按照1：3的重量比進(jìn)行混合，攪拌聚合，待固化后，即得到涂料。實(shí)施例3一種耐磨防菌型體育器材用涂料的制備方法，該涂料由彈性體A組分和B組分按照1：2.8的重量比混合固化而成，其制備方法包括以下步驟：步驟一：制備A組分將聚醚二元醇加入反應(yīng)釜中，于80℃下攪拌，進(jìn)行抽真空脫水脫氣處理2h后，冷卻至50℃，加入二苯基甲烷二異氰酸酯，并于85℃下反應(yīng)2h，冷卻至室溫，制得A組分；其中，A組分中各組分的重量百分比依次為：聚醚二元醇55%和二苯基甲烷二異氰酸酯45%；步驟二：制備B組分（1）、將金屬鋁置于坩堝中，并置于1000℃的真空室中加熱至金屬鋁全部熔化，將玻璃纖維送入真空室，加熱30min，形成微膠囊A，備用，其中，真空室中的真空度為10-3Pa；（2）、將金屬鋅置于坩堝中，并置于906℃的真空室中加熱至金屬鋅全部熔化，將納米二硒化鈮送入真空室，30min，形成微膠囊B，備用，其中，真空室中的真空度為10-3Pa；（3）、按照1：2的摩爾比，依次稱取醋酸鈦和硫化鈉，并稱取與醋酸鈦和硫化鈉總重量等量的環(huán)氧樹脂，將環(huán)氧樹脂溶解于丙酮溶液中，將醋酸鈦溶解于甲醇溶液中，將前述兩種溶液置于分散機(jī)中，加入硫化鈉，在18000rpm條件下分散6分鐘，制得二硫化鈦懸浮在環(huán)氧樹脂中的微乳液，備用；（4）、按照1：4的摩爾比，將仲丁醇鋁溶液與乙醇混合，在60℃條件下恒溫水浴加熱1.3h，靜置至室溫后，制得氧化鋁溶膠；按照鋁：硅摩爾比為2：1，稱取氧化鋁溶膠和氧化硅氣凝膠混合，加入稀鹽酸調(diào)整溶膠pH為2，形成復(fù)合溶膠；按照15：1：4的體積比，分別量取蓖麻油、溴化銨和氨水，混合得混合溶液，并加入混合溶液4倍重量的復(fù)合溶膠，攪拌12h后產(chǎn)生沉淀，利用去離子水洗滌沉淀后，將沉淀浸于乙醇溶液中，在60℃條件下恒溫水浴加熱24h，然后在75℃下干燥2.5h，制得復(fù)合凝膠顆粒，備用；（5）、將硅烷偶聯(lián)劑和氮化硼按1：100的重量比進(jìn)行混合，制得改性氮化硼；按照此方法分別利用納米銀和二氧化鈦，制得納米改性銀和改性二氧化鈦，將改性氮化硼、納米改性銀和改性二氧化鈦改性按照2：5：5的重量比進(jìn)行混合，得無機(jī)改性微粒，備用；（6）、按照聚醚三元醇25%、聚醚二元醇18%、改性丙烯酸酯16%、步驟（1）制得的微膠囊A3%、步驟（2）制得的微膠囊B4%、步驟（4）制得的復(fù)合凝膠顆粒8%、步驟（5）制得的無機(jī)改性微粒8%、助劑18%，另量取體積與聚醚三元醇、聚醚二元醇和改性丙烯酸酯總重量的比例為3.0mL：1g的步驟（3）制得的微乳液，將聚醚三元醇和聚醚二元醇加入到反應(yīng)釜中，于85℃下攪拌，進(jìn)行抽真空脫水脫氣處理2h后，再加入改性丙烯酸酯、復(fù)合凝膠顆粒和微乳液，在55℃下攪拌2.5h；然后再加入微膠囊A、微膠囊B、無機(jī)改性微粒和助劑，在450℃下加熱25min，然后超聲波混合均勻，制得B組分，其中助劑由重量比為2：15：3：5：3：3的交聯(lián)劑、增塑劑、油性引發(fā)劑、有機(jī)硅類流平劑、受阻胺光穩(wěn)定劑和紫外線吸收劑組成；步驟三：制備涂料將步驟一制得的A組分與步驟二制得的B組分按照1：2.8的重量比進(jìn)行混合，攪拌聚合，待固化后，即得到涂料。