[发明专利]一种高强度阻燃水性聚氨酯涂料的制备方法

说明书

本发明涉及涂料制备技术领域，具体涉及一种高强度阻燃水性聚氨酯涂料的制备方法。本发明以水性聚氨酯树脂为基体，改性石英砂作为主要补强剂，改性玻璃纤维、自制悬浮液和氨解亚麻油等物质作为辅助剂制备得到高强度以及具有一定的阻燃性和疏水性的水性聚氨酯涂料，首先利用硅烷偶联剂对石英砂进行改性，使石英砂具有粘性，有利于水性聚氨酯涂料的硬度得到提高，另外二氧化硅还具有一定的阻燃性，硅氧硅网络结构还具有较高的热稳定性能，从而具有一定的阻燃效果，继续利用硅烷偶联剂对玻璃纤维进行改性，使玻璃纤维有效地在聚合物表面形成了坚韧的网络结构，进一步提高水性聚氨酯涂料的强度，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及涂料制备技术领域，具体涉及一种高强度阻燃水性聚氨酯涂料的制备方法。

背景技术

聚氨酯涂料是指涂膜中含有相当氨酯键的涂料。聚氨酯涂料具有弹性好，可低温固化、潮气固化，可多季节施工，低温、高湿施工性能特点。被广泛应用于木器涂料、汽车修补涂料、防腐涂料、建筑涂料、地坪漆、电子涂料、特种涂料、防水涂料等领域。

水性聚氨酯涂料是以水分散性聚氨酯树脂为基料，在施工应用过程中以水作分散剂的一种水性涂料。水性聚氨酯涂料具有漆膜物理机械性能好、耐腐蚀性良好、可以在室温乃至低温下固化等优点，通过原料的选用、组分的配合以及助剂的应用，制造出用于不同领域的性能、特点各异的涂料。与传统的溶剂型涂料相比，水性聚氨酯涂料的最大优点是大大降低了挥发性有机溶剂的用量或基本上消除了溶剂的存在，而符合环保要求。因此，具有广阔的应用前景。

但是，水性聚氨酯涂料还存在一些缺陷，由于水性聚氨酯涂料的分子链上引入了亲水基团，所吸收的水与聚氨酯中的极性基团起作用，形成了氢键，减弱了聚氨酯分子之间的氢键的作用，使涂料的机械强度降低。因此，在实际应用中有着很大的局限性。另外，水性聚氨酯涂料在高温环境下，由于其涂膜的温度在>150℃环境下长期烘烤容易发生黄变现象，限制了其在高温环境中的应用。

因此，研制出一种能够解决上述性能问题的水性聚氨酯涂料非常有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前普通水性聚氨酯涂料存在强度较低、阻燃性较差以及疏水效果不好的缺陷，提供了一种高强度阻燃水性聚氨酯涂料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种高强度阻燃水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）将亚麻油、二乙醇胺和乙醇钠混合置于装有回流冷凝器、搅拌器和温度计的四口反应瓶中，在氮气保护条件下搅拌反应，得到氨解产物；

（2）称取20～30g石英砂研磨后过100目筛，收集过筛粉末，将过筛粉末和硅烷偶联剂KH-550混合搅拌，得到混合物，将混合物放入带有混合物质量7％的蔗糖和混合物质量0.7％的沼液的发酵罐中，密封发酵，发酵结束后，取出发酵产物，即为改性石英砂粉末；

（3）将聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺混合置于烧杯中搅拌，得到混合物A，再向烧杯中加入混合物A质量1～2倍的去离子水，继续混合搅拌，得到自制悬浮液；

（4）称取0.1～0.2kg叶腊石放入高温熔炉中熔融，熔制得到熔融液，排除气泡后，运送到多孔漏板中拉丝，得到自制玻璃纤维，将自制玻璃纤维和硅烷偶联剂KH-560混合放入烧杯中搅拌，搅拌后保温静置，自然冷却至室温，出料，得到改性自制玻璃纤维；

（5）按重量份数计，分别称取20～30份水性聚氨酯树脂、16～20份改性自制玻璃纤维、12～16份改性石英砂粉末和30～40份去离子水混合置于搅拌机中搅拌，再添加8～10份氨解产物、4～6份自制悬浮液、3～5份三乙胺、1～3份碳酸氢钠和2～4份松香，继续混合搅拌，自然冷却至室温，出料，即可制得高强度阻燃水性聚氨酯涂料。