一種聚氨酯外墻防腐阻燃涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及到一種防腐阻燃涂料，特別是涉及到一種聚氨酯外墻防腐阻燃涂料及 其制備方法，屬于化學(xué)組合物及其制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著建筑業(yè)的發(fā)展，涂料的需求量與日俱增。涂料是一種材料，這種材料可以用不 同的施工工藝涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定強(qiáng)度、連續(xù)的固態(tài)薄膜，這樣形成 的膜通稱涂膜，又稱漆膜或涂層。物件暴露在大氣之中，受到氧氣、水分等的侵蝕，容易造成 金屬銹蝕、木材腐朽、水泥風(fēng)化等破壞現(xiàn)象，在物件表面涂以涂料，形成一層保護(hù)膜，能夠阻 止或延遲這些破壞現(xiàn)象的發(fā)生和發(fā)展，能使各種材料的使用壽命延長壽命延長。
[0003] 聚氨酯涂料是一種重要的建筑涂料，還可用作工業(yè)涂料，是在20世紀(jì)后半葉才發(fā) 展起來的一種新型材料，因其涂膜外觀優(yōu)美，具有良好的裝飾性，且因其良好的柔韌性、耐 沖擊性、耐腐蝕性、耐化學(xué)品性及優(yōu)異的耐低溫性和耐磨性、硬度大、高彈性等特點(diǎn)，已廣泛 地應(yīng)用于車船、航空、電子、建筑、橋梁、機(jī)床、木器及室內(nèi)裝潢等領(lǐng)域的裝飾和保護(hù)中，同時(shí) 也大量用于石化設(shè)備、管道、海洋設(shè)施、重型機(jī)械等工業(yè)的防腐蝕保護(hù)和裝飾。而外墻涂料 是與外界大氣環(huán)境直接接觸的，需要經(jīng)受氣候、雨水、紫外線等的挑戰(zhàn)，因此外墻涂料更需 要具備耐酸雨、耐沾污、防腐性能高以及易清洗等性能。
[0004] 目前在建筑防水領(lǐng)域，溶劑型聚氨酯涂料（WPU)應(yīng)用比較廣泛，但隨著環(huán)保的力 度的加大，涂料勢必要向無溶劑、水性化方向發(fā)展。溶劑型聚氨酯涂料由于引入親水集團(tuán)， 涂料的耐水性不佳，無法滿足建筑防水涂料的需求，所以可以通過改性來提高和改善相應(yīng) 性能。聚氨酯涂料的阻燃性能也很差，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，不能起到很好的阻燃作用，不能抑制 火勢的蔓延，而且聚氨基甲酸酯還有助燃的作用。因此，聚氨酯涂料在預(yù)防火災(zāi)方面存在很 大的缺陷。而如果生產(chǎn)出來的聚氨酯涂料具有阻燃功能，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)就能夠有效地阻止、 延緩或終止火焰的傳播，達(dá)到阻燃的作用，有效減少消費(fèi)者生命財(cái)產(chǎn)的損失。而對于提高聚 氨酯涂料的耐水性、阻燃性等性能，目前公開文獻(xiàn)報(bào)道了許多改性方法，例如 1、 中國專利，名稱：一種有機(jī)硅改性水性聚氨酯涂料及其制備方法，申請(專利）號： CN201310396330. 2申請(專利權(quán))人：鹽城市昶樺戶外用品有限公司，摘要：一種有機(jī)硅 改性水性聚氨酯及其制備方法，特別涉及一種主鏈上含有有機(jī)硅的水性聚氨酯涂料及其制 備方法。該涂料原料組分及含量為：多異氰酸酯30~40 ;聚醚多元醇30~40 ;親水性擴(kuò) 鏈劑3~10 ;擴(kuò)鏈劑2~10 ;交聯(lián)劑1~3沖和劑3~10。制備方法包括預(yù)聚物合成、預(yù) 聚物中和、擴(kuò)鏈及乳化等步驟。本發(fā)明所得的有機(jī)硅改性水性聚氨酯涂料在其分子主鏈上 引入了硅氧鍵（-Si-0-Si-)，由于硅氧鍵相比碳碳鍵（-C-C-)的鍵長大的多，使得鏈的柔順 性大大提高；同時(shí)，所用的聚醚多元醇為柔性鏈段；能夠很好的改善聚氨酯的柔順性，大幅 度的降低聚氨酯的模量；在紡織品、皮革、建筑以及某些特殊行業(yè)有巨大的應(yīng)用前景。 2、 中國專利，名稱：水性阻燃聚氨酯樹脂及制備方法申請(專利）號： CN201110119112. 5申請(專利權(quán)）人：丹東恒悅新材料有限公司摘要：一種水性阻燃聚氨 酯樹脂及制備方法，其是一種含溴阻燃聚醚的水性聚氨酯樹脂，固含量在20~40%。制備方 法由制備含溴聚醚的聚氨酯預(yù)聚體A、制備含溴聚醚的封閉異氰酸酯的聚氨酯B，把上述的 預(yù)聚體A和聚氨酯B進(jìn)行乳化擴(kuò)鏈反應(yīng)，制得水性阻燃聚氨酯樹脂。其具有很好的阻燃性 能和水洗牢度，可直接作為織物等的阻燃涂層膠，阻燃涂料使用。 3、中國專利，名稱：環(huán)保型水性納米防火阻燃涂料及制備方法申請(專利）號：CN200710027403. 5申請(專利權(quán))人：中山市孫大化工科技有限公司摘要：本發(fā)明是一種 環(huán)保型水性納米防火阻燃涂料及制備方法，屬化工防火阻燃涂料制造業(yè)。它通過來用兩種 阻燃劑與水性樹脂、多聚磷酸銨、三聚氰胺、成碳劑、納米顏、填料，微米顏、填料及其它助劑 復(fù)配得到的阻燃涂料。它不合有機(jī)溶劑和鹵素阻燃劑，VOC含量很低，防火性能優(yōu)異，理化性 能優(yōu)良。它的組成如下：水性樹脂10~90%，含磷、氮有機(jī)物插層的層狀硅酸鹽納米阻燃 劑1~50%，聚合物包覆的納米氫氧化鎂阻燃劑1~50%，多聚磷酸銨1~30%，三聚氰胺 1~20%，成碳劑1~30%，納米顏、填料0. 1~30%，微米填料0. 1~60 %，分散劑0. 1~ 10%，穩(wěn)定劑0. 1~10%，水0. 1~50%，微米顏料適量。它是先將水性樹脂、納米阻燃劑、 多聚磷酸銨、三聚氰胺、成碳劑、納米顏、填料，分散劑及穩(wěn)定劑投入行星攪拌釜中攪拌分散 均勻；出料后的混合物再加入微米顏、填料、水、分散劑和穩(wěn)定劑在高速分散機(jī)內(nèi)分散均勻 獲得成品。
[0005] 但要制備一種具同時(shí)有阻燃、輕質(zhì)、防水、防腐、環(huán)保、不易老化、長效性的的涂料， 還沒有很成熟的技術(shù)，因此目前人們還在水性涂料方面還在不斷的研宄試驗(yàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的提供一種聚氨酯外墻防腐阻燃涂料及其制備方法，按照該制備方法 制備得到的涂料具有良好的阻燃效果，而且防腐性能高、環(huán)保、不易老化。
[0007] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的： 一種聚氨酯外墻防腐阻燃涂料，制成該涂料包括以下重量份數(shù)的原料： 聚氨醋預(yù)聚體 45~55份； N-羥甲基丙烯酰胺 2-4份； 對苯二甲酸二辛酯 3~5份； 鈦酸酯偶聯(lián)劑TMC-101 0.5~1.0份； 分散劑 0. 3~0. 6份 鈦白粉 15~20份； 消泡劑 0. 2~0. 5份； 硅石灰粉 6~10份； 混合溶劑 12~15份； 阻燃材料 5-10份； 防腐劑 3~7份； 所述的聚氨酯預(yù)聚體是帶有NC0端基的預(yù)聚體，分子量在10000-4000之間； 所述的混合溶劑是木質(zhì)素+丙二醇甲醚+水，重量比例為2 :1 :9 ; 所述的阻燃材料是季戊四醇、磷酸二甲苯酯、三聚氰酰胺中的兩種或兩種以上。
[0008] 所述的分散劑是聚丙烯酸銨鹽DA40; 所述的消泡劑是聚氧丙烯甘油醚； 所述的防腐劑為2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮或5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮。
[0009] 所述的鈦白粉為金紅石型二氧化鈦，由于金紅石型二氧化鈦其折射率為2. 71，通 過加入二氧化鈦(金紅石型)材料，能增強(qiáng)光線的折射與散射。因此，具有較優(yōu)的反射和隔熱 性能，還具有很好的光線遮蓋效果，從而反射太陽近紅外波段，提高太陽熱輻射反射，降低 太陽熱吸收，不讓太陽在物體表面累計(jì)升溫。
[0010] 本發(fā)明所述的一種聚氨酯外墻防腐阻燃涂料，其制備方法包括以下步驟： 按重量每公斤N-羥甲基丙烯酰胺加入1. 8公斤的體積濃度70~85%的乙醇溶解，然 后在反應(yīng)釜中與聚氨酯預(yù)聚體混合，反應(yīng)溫度80~130 °C，反應(yīng)時(shí)間1. 3~1. 8小時(shí)后加入 鈦酸酯偶聯(lián)劑TMC-101和分散劑聚丙烯酸銨鹽DA40 ;繼續(xù)反應(yīng)3. 5~5. 5小時(shí)；然后加入 對苯二甲酸二辛酯、金紅石型鈦白粉、聚氧丙烯甘油醚、阻燃材料、硅石灰粉、混合溶劑和防 腐劑，混合均勻即可得到水溶性聚氨酯防腐阻燃涂料產(chǎn)品。
[0011] 本發(fā)明所述的聚氨酯外墻防腐阻燃涂料，其原料還包括：流平劑、抗凍劑和防沉劑 中的一種或多種，重量份數(shù)為2~5 ;所述的流平劑是丙烯酸酯；所述的抗凍劑是苯甲醇； 所述的防沉劑是有機(jī)膨潤土。
[0012] 本發(fā)明所述的聚氨酯外墻防腐阻燃涂料，還可以進(jìn)一步加入色料，提供外墻色彩 繽紛的涂料。
[0013] 本發(fā)明所述的聚氨酯預(yù)聚體是以異氰酸酯、聚醚為主要原料，進(jìn)行聚合而成，帶有 NC0端基的預(yù)聚體，分子量在10000-4000之間，它具有良好的物理性能，粘結(jié)力強(qiáng)，常溫濕 固化。
[0014] 本發(fā)明所述的N-羥甲基丙烯酰胺，為白色結(jié)晶粉末，熔點(diǎn)74~75°C，易溶于水、 乙醇，溶于脂肪酸酯類，不溶于烴、鹵代烴等疏水性溶劑。當(dāng)水溶液中有酸存在時(shí)，加熱會迅 速聚合成不溶的樹脂。由于分子結(jié)構(gòu)中含有聚合性能的乙烯基和縮合性能的羥甲基，因此 使線型聚合物交聯(lián)最為有效。如果與丙烯酸酯類單體共聚合，羥甲基被引入，僅加熱即可交 聯(lián)。
[0015] 本發(fā)明所述的對苯二甲酸二辛酯為淡黃透明油狀液體無色透明油狀液體，不含 鄰苯二甲酸鹽，是一種優(yōu)良的環(huán)保型增塑劑，與目前常用的鄰苯二甲酸二異辛酯（D0P)相 比，具有耐熱、耐寒、難揮發(fā)、抗抽出、柔軟性和電絕緣性能好等優(yōu)點(diǎn)，其增塑效率高，揮發(fā)性 小，苯二甲酸二辛酯用于涂料時(shí)，能提高涂料粘度、減少流動。
[0016] 本發(fā)明所述的鈦酸酯偶聯(lián)劑TMC-101用于涂料中，可降低體系粘度，提高固體填 充量；可處理碳酸鈣、滑石粉、等無機(jī)填料，以增加填料的疏水性、分散性；在涂料中加入 鈦酸酯偶聯(lián)劑TMC-101可增大顏料填料量，使填料分散性能提高，具有防沉效果，可防發(fā) 花，漆膜強(qiáng)度得到提高，色澤鮮艷，還具有催干特性，對烘漆還可以降低烘烤溫度和縮短烘 烤時(shí)間。
[0017] 本發(fā)明所述的混合溶劑是木質(zhì)素、丙二醇甲醚和水的混合物，木質(zhì)素的官能團(tuán)有 酚式和羥基，在涂料中有良好的擴(kuò)