本發(fā)明涉及涂料技術領域，尤其涉及一種耐高溫增韌聚氨酯水性涂料。

背景技術：

目前，涂料已被廣泛應用，具有多種功能，對于長期處于高溫環(huán)境中時，需要涂料具有良好的耐高溫性，可以通過添加耐高溫填料，來增加涂料的耐高溫性，但是添加填料，往往會使涂料的機械性能降低。

技術實現(xiàn)要素：

基于背景技術存在的技術問題，本發(fā)明提出了一種耐高溫增韌聚氨酯水性涂料，本發(fā)明具有良好的耐高溫性、粘結性、強度和韌性。

本發(fā)明提出的一種耐高溫增韌聚氨酯水性涂料，其原料按重量份包括：改性聚氨酯乳液60-80份，丙烯酸酯乳液20-40份，填料15-20份，丙二醇甲醚醋酸酯1-3份，十二烷基磺酸鈉3-5份，消泡劑0.3-0.4份，甘油0.4-0.6份，增稠劑0.3-0.5份，流平劑0.1-0.3份，si690.7-0.9份，抗菌劑0.3-0.4份，水15-20份。

優(yōu)選地，在改性聚氨酯乳液制備過程中，在氮氣氛圍中，將丙酮、異佛爾酮二異氰酸酯、聚乙二醇1000混勻，升溫，保溫攪拌，加入二羥甲基丙酸、二月桂酸二丁基錫，繼續(xù)保溫攪拌，接著加入季戊四醇三丙烯酸酯，繼續(xù)保溫攪拌得到聚氨酯預聚體溶液；將改性碳纖維加入丙酮中超聲分散均勻，然后加入聚氨酯預聚體溶液中混勻，繼續(xù)保溫攪拌，降溫至室溫，用三乙胺中和，加水剪切乳化，減壓蒸發(fā)除去丙酮得到改性聚氨酯乳液。

優(yōu)選地，在改性聚氨酯乳液制備過程中，在氮氣氛圍中，將丙酮、異佛爾酮二異氰酸酯、聚乙二醇1000混勻，升溫至50-55℃，保溫攪拌30-50min，加入二羥甲基丙酸、二月桂酸二丁基錫，繼續(xù)保溫攪拌2-3h，接著加入季戊四醇三丙烯酸酯，繼續(xù)保溫攪拌2-3h得到聚氨酯預聚體溶液；將改性碳纖維加入丙酮中超聲分散均勻，然后加入聚氨酯預聚體溶液中混勻，繼續(xù)保溫攪拌60-80min，降溫至室溫，用三乙胺中和，加水剪切乳化，減壓蒸發(fā)除去丙酮得到改性聚氨酯乳液。

優(yōu)選地，在改性聚氨酯乳液制備過程中，異佛爾酮二異氰酸酯、聚乙二醇1000、二羥甲基丙酸、二月桂酸二丁基錫、季戊四醇三丙烯酸酯、改性碳纖維、水的重量比為28-33：40-47：2.3-2.8：0.02-0.04：6-7.5：3.2-4.2：80-100。

優(yōu)選地，在改性聚氨酯乳液制備過程中，改性碳纖維的制備方法為：在氮氣氛圍中，將氧化碳纖維、異佛爾酮二異氰酸酯、二月桂酸二丁基錫加入n，n-二甲基甲酰胺中混勻，升溫，保溫攪拌，加入丙烯酸羥乙酯，繼續(xù)攪拌，過濾取濾餅，洗滌，干燥得到改性碳纖維。

優(yōu)選地，在改性聚氨酯乳液制備過程中，改性碳纖維的制備方法為：在氮氣氛圍中，將氧化碳纖維、異佛爾酮二異氰酸酯、二月桂酸二丁基錫加入n，n-二甲基甲酰胺中混勻，升溫至60-70℃，保溫攪拌10-12h，加入丙烯酸羥乙酯，繼續(xù)攪拌4-6h，過濾取濾餅，洗滌，干燥得到改性碳纖維。

優(yōu)選地，在改性碳纖維的制備過程中，氧化碳纖維、異佛爾酮二異氰酸酯、丙烯酸羥乙酯、二月桂酸二丁基錫的重量比為10-14：1.2-1.8：1.5-2：0.01-0.015。

優(yōu)選地，增稠劑為羥丙基纖維素或聚乙烯醇。

優(yōu)選地，丙烯酸酯乳液的固含量為40-50wt％。

優(yōu)選地，填料的原料包括：輕質(zhì)碳酸鈣、硫酸鋇、白炭黑，其中，輕質(zhì)碳酸鈣、硫酸鋇、白炭黑的重量比為3-4：2-3：2-3。

上述水均為純化水。

上述改性聚氨酯乳液制備過程中，丙酮作為反應溶劑，不規(guī)定其用量，根據(jù)具體操作確定其用量。

上述改性碳纖維的制備過程中，n，n-二甲基甲酰胺作為反應溶劑，不規(guī)定其用量，根據(jù)具體操作確定其用量。

本發(fā)明的制備方法為：將水、改性聚氨酯乳液、丙烯酸酯乳液混勻，加入丙二醇甲醚醋酸酯混勻，加入十二烷基磺酸鈉、甘油、si69、抗菌劑混勻，加入填料混勻，用分散機分散，然后研磨得到漿料；向漿料中加入消泡劑、增稠劑、流平劑混勻得到耐高溫增韌聚氨酯水性涂料。

本發(fā)明選用丙烯酸酯乳液與改性聚氨酯乳液相互配合，可以增加本發(fā)明的粘附性；選用輕質(zhì)碳酸鈣、硫酸鋇、白炭黑相互配合，可以進一步增加本發(fā)明的強度和耐熱性；異佛爾酮二異氰酸酯、聚乙二醇1000、二羥甲基丙酸、季戊四醇三丙烯酸酯以合適比例進行反應，使得聚氨酯中軟段和硬段保持合適比例并交互連接，從而增加聚氨酯的強度和韌性，并且以碳碳雙鍵封端得到碳碳雙鍵封端的聚氨酯預聚體溶液；碳纖維具有良好的強度、韌性、耐高溫、耐疲勞和耐磨性，但碳纖維不易與聚氨酯混勻，氧化碳纖維其表面含有大量羥基，通過與異佛爾酮二異氰酸酯反應，在碳纖維表面接枝上異佛爾酮二異氰酸酯，大大增加了碳纖維在聚氨酯預聚體溶液中的分散性，并接著與丙烯酸羥乙酯反應，在碳纖維表面接枝上碳碳雙鍵，可與碳碳雙鍵封端的聚氨酯預聚體溶液發(fā)生聚合，形成復雜的交聯(lián)網(wǎng)絡，從而大大增加了聚氨酯的耐高溫性、強度和韌性；丙二醇甲醚醋酸酯為成膜助劑，增加本發(fā)明的成膜性；十二烷基磺酸鈉、甘油、si69相互配合，促進各物質(zhì)均勻分散；消泡劑、增稠劑、流平劑、抗菌劑相互配合，增加本發(fā)明的流變性、穩(wěn)定性和抗菌性；si69和丙烯酸酯乳液相互配合，可以進一步增加本發(fā)明和被涂物的粘結性；上述各物質(zhì)相互配合使得本發(fā)明具有良好的耐高溫性、粘結性、強度和韌性。

具體實施方式

下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術方案進行詳細說明。

實施例1

一種耐高溫增韌聚氨酯水性涂料，其原料按重量份包括：改性聚氨酯乳液70份，丙烯酸酯乳液30份，填料17份，丙二醇甲醚醋酸酯2份，十二烷基磺酸鈉4份，消泡劑0.35份，甘油0.5份，增稠劑0.4份，流平劑0.2份，si690.8份，抗菌劑0.35份，水18份。

實施例2

一種耐高溫增韌聚氨酯水性涂料，其原料按重量份包括：改性聚氨酯乳液60份，固含量為50wt％丙烯酸酯乳液20份，填料20份，丙二醇甲醚醋酸酯1份，十二烷基磺酸鈉5份，消泡劑0.3份，甘油0.6份，羥丙基纖維素0.3份，流平劑0.3份，si690.7份，抗菌劑0.4份，水15份；

其中，在改性聚氨酯乳液制備過程中，在氮氣氛圍中，將丙酮、異佛爾酮二異氰酸酯、聚乙二醇1000混勻，升溫至55℃，保溫攪拌30min，加入二羥甲基丙酸、二月桂酸二丁基錫，繼續(xù)保溫攪拌3h，接著加入季戊四醇三丙烯酸酯，繼續(xù)保溫攪拌2h得到聚氨酯預聚體溶液；將改性碳纖維加入丙酮中超聲分散均勻，然后加入聚氨酯預聚體溶液中混勻，繼續(xù)保溫攪拌80min，降溫至室溫，用三乙胺中和，加水剪切乳化，減壓蒸發(fā)除去丙酮得到改性聚氨酯乳液，其中，異佛爾酮二異氰酸酯、聚乙二醇1000、二羥甲基丙酸、二月桂酸二丁基錫、季戊四醇三丙烯酸酯、改性碳纖維、水的重量比為28：47：2.3：0.04：6：4.2：80。

實施例3

一種耐高溫增韌聚氨酯水性涂料，其原料按重量份包括：改性聚氨酯乳液80份，固含量為40wt％丙烯酸酯乳液40份，填料15份，丙二醇甲醚醋酸酯3份，十二烷基磺酸鈉3份，消泡劑0.4份，甘油0.4份，聚乙烯醇0.5份，流平劑0.1份，si690.9份，抗菌劑0.3份，水20份；

其中，在改性聚氨酯乳液制備過程中，在氮氣氛圍中，將丙酮、異佛爾酮二異氰酸酯、聚乙二醇1000混勻，升溫至50℃，保溫攪拌50min，加入二羥甲基丙酸、二月桂酸二丁基錫，繼續(xù)保溫攪拌2h，接著加入季戊四醇三丙烯酸酯，繼續(xù)保溫攪拌3h得到聚氨酯預聚體溶液；將改性碳纖維加入丙酮中超聲分散均勻，然后加入聚氨酯預聚體溶液中混勻，繼續(xù)保溫攪拌60min，降溫至室溫，用三乙胺中和，加水剪切乳化，減壓蒸發(fā)除去丙酮得到改性聚氨酯乳液，其中，異佛爾酮二異氰酸酯、聚乙二醇1000、二羥甲基丙酸、二月桂酸二丁基錫、季戊四醇三丙烯酸酯、改性碳纖維、水的重量比為33：40：2.8：0.02：7.5：3.2：100；

改性碳纖維的制備方法為：在氮氣氛圍中，將氧化碳纖維、異佛爾酮二異氰酸酯、二月桂酸二丁基錫加入n，n-二甲基甲酰胺中混勻，升溫至60℃，保溫攪拌12h，加入丙烯酸羥乙酯，繼續(xù)攪拌4h，過濾取濾餅，洗滌，干燥得到改性碳纖維，其中，氧化碳纖維、異佛爾酮二異氰酸酯、丙烯酸羥乙酯、二月桂酸二丁基錫的重量比為14：1.2：2：0.01。

實施例4

一種耐高溫增韌聚氨酯水性涂料，其原料按重量份包括：改性聚氨酯乳液65份，固含量為48wt％丙烯酸酯乳液25份，填料18份，丙二醇甲醚醋酸酯1.5份，十二烷基磺酸鈉4.5份，消泡劑0.32份，甘油0.55份，羥丙基纖維素0.35份，流平劑0.25份，si690.75份，抗菌劑0.37份，水17份；

其中，填料的原料包括：輕質(zhì)碳酸鈣、硫酸鋇、白炭黑，其中，輕質(zhì)碳酸鈣、硫酸鋇、白炭黑的重量比為4：2：3；

在改性聚氨酯乳液制備過程中，在氮氣氛圍中，將丙酮、異佛爾酮二異氰酸酯、聚乙二醇1000混勻，升溫至51℃，保溫攪拌45min，加入二羥甲基丙酸、二月桂酸二丁基錫，繼續(xù)保溫攪拌2.2h，接著加入季戊四醇三丙烯酸酯，繼續(xù)保溫攪拌2.8h得到聚氨酯預聚體溶液；將改性碳纖維加入丙酮中超聲分散均勻，然后加入聚氨酯預聚體溶液中混勻，繼續(xù)保溫攪拌65min，降溫至室溫，用三乙胺中和，加水剪切乳化，減壓蒸發(fā)除去丙酮得到改性聚氨酯乳液，其中，異佛爾酮二異氰酸酯、聚乙二醇1000、二羥甲基丙酸、二月桂酸二丁基錫、季戊四醇三丙烯酸酯、改性碳纖維、水的重量比為31：42：2.6：0.025：7：3.5：95；

改性碳纖維的制備方法為：在氮氣氛圍中，將氧化碳纖維、異佛爾酮二異氰酸酯、二月桂酸二丁基錫加入n，n-二甲基甲酰胺中混勻，升溫至70℃，保溫攪拌10h，加入丙烯酸羥乙酯，繼續(xù)攪拌6h，過濾取濾餅，洗滌，干燥得到改性碳纖維，其中，氧化碳纖維、異佛爾酮二異氰酸酯、丙烯酸羥乙酯、二月桂酸二丁基錫的重量比為10：1.8：1.5：0.015。

實施例5

一種耐高溫增韌聚氨酯水性涂料，其原料按重量份包括：改性聚氨酯乳液75份，固含量為42wt％丙烯酸酯乳液35份，填料16份，丙二醇甲醚醋酸酯2.5份，十二烷基磺酸鈉3.5份，消泡劑0.38份，甘油0.45份，聚乙烯醇0.45份，流平劑0.15份，si690.85份，抗菌劑0.33份，水19份；

其中，填料的原料包括：輕質(zhì)碳酸鈣、硫酸鋇、白炭黑，其中，輕質(zhì)碳酸鈣、硫酸鋇、白炭黑的重量比為3：3：2；

在改性聚氨酯乳液制備過程中，在氮氣氛圍中，將丙酮、異佛爾酮二異氰酸酯、聚乙二醇1000混勻，升溫至53℃，保溫攪拌35min，加入二羥甲基丙酸、二月桂酸二丁基錫，繼續(xù)保溫攪拌2.8h，接著加入季戊四醇三丙烯酸酯，繼續(xù)保溫攪拌2.2h得到聚氨酯預聚體溶液；將改性碳纖維加入丙酮中超聲分散均勻，然后加入聚氨酯預聚體溶液中混勻，繼續(xù)保溫攪拌75min，降溫至室溫，用三乙胺中和，加水剪切乳化，減壓蒸發(fā)除去丙酮得到改性聚氨酯乳液，其中，異佛爾酮二異氰酸酯、聚乙二醇1000、二羥甲基丙酸、二月桂酸二丁基錫、季戊四醇三丙烯酸酯、改性碳纖維、水的重量比為30：45：2.5：0.035：6.5：3.9：85；

改性碳纖維的制備方法為：在氮氣氛圍中，將氧化碳纖維、異佛爾酮二異氰酸酯、二月桂酸二丁基錫加入n，n-二甲基甲酰胺中混勻，升溫至65℃，保溫攪拌11h，加入丙烯酸羥乙酯，繼續(xù)攪拌5h，過濾取濾餅，洗滌，干燥得到改性碳纖維，其中，氧化碳纖維、異佛爾酮二異氰酸酯、丙烯酸羥乙酯、二月桂酸二丁基錫的重量比為12：1.5：1.7：0.013。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。