本发明涉及聚氨酯涂料技术领域,尤其涉及一种环保双组份水性聚氨酯复合涂料及其制备方法。
背景技术:
聚氨酯涂料可广泛应用于皮革、家具、汽车、飞机、建筑物等表面装饰。溶剂型聚氨酯涂料由于性能优异发展较快,目前聚氨酯涂料大多数仍是以溶剂型为主,水性聚氨酯产品在聚氨酯涂料中所占比重还不足10%,而欧美一些发达国家水性聚氨酯涂料占整个聚氨酯涂料的30%以上,因此,我国水性聚氨酯涂料与国外发达国家比还存在很大差距。
中国是世界家具生产第一大国,目前木器涂料年需求量约70万吨,并以15-20%速度逐年增长。目前家具行业通用的硝基漆、聚氨酯涂料、不饱和聚酯涂料、酸固化涂料都是溶剂型涂料,在生产和施工过程中的大量有机溶剂,如甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺等,严重污染环境和危害人类健康。但随着世界各国法规的健全和人们健康意识的提高,溶剂型涂料的使用越来越受到限制,近年随着石油价格的不断上涨,更推动了涂料水性化的发展,为了净化人类的生存环境,各国环保法对涂料体系中有机挥发物含量的严格限制,进一步促进了以水性涂料为代表的低污染型涂料的发展。
水性木器涂料具有环保、节能、安全的优势,会逐步取代溶剂型涂料成为市场的主流,市场上现有的水性木器涂料,其有机溶剂含量虽然远低于现有溶剂型地坪涂料,但也存在一些明显的缺陷,其涂膜质脆,受到冲击易断裂,若增强聚氨酯的韧性,则易导致涂膜硬度降低,这较溶剂型涂料有较大差距,不能满足工厂高效率生产等要求,因而限制了水性木器涂料的进一步推广应用。
技术实现要素:
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种环保双组份水性聚氨酯复合涂料及其制备方法。
一种环保双组份水性聚氨酯复合涂料,其原料按质量百分比包括:a组分90-95%,b组分5-10%;
a组分的原料按重量份包括:脂肪族水性聚氨酯分散体20-40份,脂肪族水性羟基聚氨酯分散体30-50份,丙二醇甲醚醋酸酯1-3份,多孔羊毛助剂1-4份,纳米石墨烯1-5份,水15-30份,分散剂0.2-1份,流平剂1-2份,成膜助剂1-2份,消泡剂1-2份,增稠剂1-2份,ph调节剂1-2份;
b组分包括:水性氰酸酯类固化剂和丙二醇甲醚醋酸酯。
优选地,b组分中,水性氰酸酯类固化剂和丙二醇甲醚醋酸酯的质量比为40-60:10-20。
优选地,分散剂为疏水性聚羧酸盐、高分子嵌段聚合体、丙烯酸聚合体中至少一种。
优选地,成膜助剂为二乙二醇丁醚、三甲基戊乙醇单异丁酸酯、苯甲醇中至少一种。
优选地,ph调节剂为三乙醇胺和/或2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
优选地,多孔羊毛助剂采用如下工艺制作:将废弃羊毛粉碎,过100目筛,加入l-半胱氨酸溶液,调节温度为30-40℃,加入胰蛋白酶搅拌20-40h,搅拌速度为100-200r/min,过滤,将滤液冷冻20-40min,冷冻温度为-20~-40℃,然后继续在此温度进行真空干燥,再加入水,搅拌状态下依次加入阴离子表面活性剂和戊二醛,80-100℃搅拌10-20min,加入1-乙基-3(3-二甲基丙胺)碳二亚胺、n-羟基琥珀酰亚胺,继续搅拌10-20min,以10-20℃/min的速度降温至-20~-40℃,在此温度进行真空干燥15-20h,粉碎,得到多孔羊毛助剂。
优选地,多孔羊毛助剂的制作工艺中,l-半胱氨酸溶液的浓度为0.1-0.5mol/l,废弃羊毛、l-半胱氨酸溶液、胰蛋白酶、阴离子表面活性剂、戊二醛、1-乙基-3(3-二甲基丙胺)碳二亚胺、n-羟基琥珀酰亚胺的质量比为20-40:50-100:1-2:1-2:0.1-0.15:0.1-0.18:0.01-0.06。
上述环保双组份水性聚氨酯复合涂料制备方法,包括如下步骤:
s1、将分散剂分散于水中,搅拌状态下加入多孔羊毛助剂搅拌4-10min,搅拌速度为1200-2000r/min,搅拌状态下依次加入脂肪族水性聚氨酯分散体、脂肪族水性羟基聚氨酯分散体、丙二醇甲醚醋酸酯、纳米石墨烯、成膜助剂,搅拌10-20min,加入流平剂、消泡剂、增稠剂继续搅拌5-10min,加入ph调节剂搅拌均匀,过滤得到a组分;
s2、将水性氰酸酯类固化剂加入丙二醇甲醚醋酸酯中搅拌均匀得到b组分。
上述环保双组份水性聚氨酯复合涂料使用方法,将a组分和b组分混合均匀,静电喷涂,常温固化得到膜厚为50-70μm的涂层。
本发明采用脂肪族水性聚氨酯分散体与脂肪族水性羟基聚氨酯分散体为主要成膜物质,添加多孔羊毛助剂与纳米石墨烯,最终形成有机-无机相互交织的网状大分子结构,不仅保证涂膜具有很好的交联密度,而且涂膜的韧性与硬度均极为优秀,机械性能良好,并赋予涂层优异的耐沾污性、耐水性及耐化学药品性;所得水性双组份聚氨酯涂料为常温固化类涂料,干燥速度快,涂膜平整光滑,而且具有施工方便、无溶剂气味、使用安全、无毒等特点。
本发明的多孔羊毛助剂中,废弃羊毛经过l-半胱氨酸处理后,l-半胱氨酸的巯基打开其中的二硫键,而胰蛋白酶则作用于羊毛的外基质,通过控制胰蛋白酶的作用时间,不仅有效去除羊毛表层的鳞片结构,而且可对羊毛纤维进行断裂破坏并形成尺寸为15-25μm结构的微球结构,经过戊二醛交联形成纵横交错连接的多孔结构,孔洞结构尺寸极为均一,虽然孔洞结构极为丰富,但力学效能极差,n-羟基琥珀酰亚胺的配合下加入1-乙基-3(3-二甲基丙胺)碳二亚胺进一步缩合,经过冷冻干燥后,形成柔软的固体结构,不仅柔韧性能极高,而且吸附性能优异。
多孔羊毛助剂由于内部极为丰富的多级孔状结构,在分散剂的作用下可对纳米石墨烯进行捕捉并吸附在其纳米级结构中,纳米石墨烯的由于小尺寸效应与表面配位强等特性,可与聚氨酯中的氧发生键合作用,进而产生高度结合的有机-无机杂化结构,不仅不再存在纳米石墨烯在体系中迁移的问题,而且可促使体系中无机与有机两相界面更紧密,从而使涂层更致密,涂膜的硬度和韧性都得到很大的提高。
本发明所得复合涂料以水为分散介质,各个组分相互匹配,可以产生很好的协同作用,最终所形成的涂膜具有较好的硬度、柔韧性,其冲击性能优异,耐化学品性好,由于不使用任何助溶剂,涂料的voc含量极低,不但节省了大量石油资源,消除了在生产、储存、运输和施工时的火灾隐患,有利于保护环境和施工人员健康,而且适用环境广,通过静电喷涂即可实施,施工方便。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
一种环保双组份水性聚氨酯复合涂料,其原料按质量百分比包括:a组分90%,b组分10%;
a组分的原料包括:脂肪族水性聚氨酯分散体20kg,脂肪族水性羟基聚氨酯分散体50kg,丙二醇甲醚醋酸酯1kg,多孔羊毛助剂4kg,纳米石墨烯1kg,水30kg,疏水性聚羧酸盐0.2kg,流平剂2kg,二乙二醇丁醚1kg,消泡剂2kg,增稠剂1kg,2-氨基-2-甲基-1-丙醇2kg;
多孔羊毛助剂采用如下工艺制作:将20kg废弃羊毛粉碎,过100目筛,加入100kg浓度为0.1mol/l的l-半胱氨酸溶液,调节温度为40℃,加入1kg胰蛋白酶搅拌40h,搅拌速度为100r/min,过滤,将滤液冷冻40min,冷冻温度为-20℃,然后继续在此温度进行真空干燥,再加入40kg水,搅拌状态下依次加入1kgn-月桂酰基谷胺酸钠和0.15kg戊二醛,80℃搅拌20min,加入0.1kg1-乙基-3(3-二甲基丙胺)碳二亚胺、0.06kgn-羟基琥珀酰亚胺,继续搅拌10min,以20℃/min的速度降温至-20℃,在此温度进行真空干燥20h,粉碎,得到多孔羊毛助剂;
b组分由水性氰酸酯类固化剂和丙二醇甲醚醋酸酯按质量比为40:20组成。
上述环保双组份水性聚氨酯复合涂料制备方法,包括如下步骤:
s1、将疏水性聚羧酸盐分散于水中,搅拌状态下加入多孔羊毛助剂搅拌4min,搅拌速度为2000r/min,搅拌状态下依次加入脂肪族水性聚氨酯分散体、脂肪族水性羟基聚氨酯分散体、丙二醇甲醚醋酸酯、纳米石墨烯、二乙二醇丁醚,搅拌10min,加入流平剂、消泡剂、增稠剂继续搅拌10min,加入2-氨基-2-甲基-1-丙醇搅拌均匀,过滤得到a组分;
s2、将水性氰酸酯类固化剂加入丙二醇甲醚醋酸酯中搅拌均匀得到b组分。
实施例2
一种环保双组份水性聚氨酯复合涂料,其原料按质量百分比包括:a组分95%,b组分5%;
a组分的原料包括:脂肪族水性聚氨酯分散体40kg,脂肪族水性羟基聚氨酯分散体30kg,丙二醇甲醚醋酸酯3kg,多孔羊毛助剂1kg,纳米石墨烯5kg,水15kg,丙烯酸聚合体1kg,流平剂1kg,苯甲醇2kg,消泡剂1kg,增稠剂2kg,2-氨基-2-甲基-1-丙醇1kg;
多孔羊毛助剂采用如下工艺制作:将40kg废弃羊毛粉碎,过100目筛,加入50kg浓度为0.5mol/l的l-半胱氨酸溶液,调节温度为30℃,加入2kg胰蛋白酶搅拌20h,搅拌速度为200r/min,过滤,将滤液冷冻20min,冷冻温度为-40℃,然后继续在此温度进行真空干燥,再加入20kg水,搅拌状态下依次加入2kgn-月桂酰基谷胺酸钠和0.1kg戊二醛,100℃搅拌10min,加入0.18kg1-乙基-3(3-二甲基丙胺)碳二亚胺、0.01kgn-羟基琥珀酰亚胺,继续搅拌20min,以10℃/min的速度降温至-40℃,在此温度进行真空干燥15h,粉碎,得到多孔羊毛助剂;
b组分由水性氰酸酯类固化剂和丙二醇甲醚醋酸酯按质量比为60:10组成。
上述环保双组份水性聚氨酯复合涂料制备方法,包括如下步骤:
s1、将丙烯酸聚合体分散于水中,搅拌状态下加入多孔羊毛助剂搅拌10min,搅拌速度为1200r/min,搅拌状态下依次加入脂肪族水性聚氨酯分散体、脂肪族水性羟基聚氨酯分散体、丙二醇甲醚醋酸酯、纳米石墨烯、苯甲醇,搅拌20min,加入流平剂、消泡剂、增稠剂继续搅拌5min,加入2-氨基-2-甲基-1-丙醇搅拌均匀,过滤得到a组分;
s2、将水性氰酸酯类固化剂加入丙二醇甲醚醋酸酯中搅拌均匀得到b组分。
实施例3
一种环保双组份水性聚氨酯复合涂料,其原料按质量百分比包括:a组分92%,b组分8%;
a组分的原料包括:脂肪族水性聚氨酯分散体25kg,脂肪族水性羟基聚氨酯分散体45kg,丙二醇甲醚醋酸酯1.5kg,多孔羊毛助剂3kg,纳米石墨烯2kg,水25kg,疏水性聚羧酸盐0.4kg,流平剂1.7kg,三甲基戊乙醇单异丁酸酯1.3kg,消泡剂1.8kg,增稠剂1.2kg,三乙醇胺1.6kg;
多孔羊毛助剂采用如下工艺制作:将25kg废弃羊毛粉碎,过100目筛,加入80kg浓度为0.2mol/l的l-半胱氨酸溶液,调节温度为37℃,加入1.2kg胰蛋白酶搅拌35h,搅拌速度为120r/min,过滤,将滤液冷冻35min,冷冻温度为-25℃,然后继续在此温度进行真空干燥,再加入35kg水,搅拌状态下依次加入1.3kgn-月桂酰基谷胺酸钠和0.14kg戊二醛,85℃搅拌18min,加入0.12kg1-乙基-3(3-二甲基丙胺)碳二亚胺、0.05kgn-羟基琥珀酰亚胺,继续搅拌13min,以18℃/min的速度降温至-25℃,在此温度进行真空干燥18h,粉碎,得到多孔羊毛助剂;
b组分由水性氰酸酯类固化剂和丙二醇甲醚醋酸酯按质量比为45:18组成。
上述环保双组份水性聚氨酯复合涂料制备方法,包括如下步骤:
s1、将疏水性聚羧酸盐分散于水中,搅拌状态下加入多孔羊毛助剂搅拌6min,搅拌速度为1800r/min,搅拌状态下依次加入脂肪族水性聚氨酯分散体、脂肪族水性羟基聚氨酯分散体、丙二醇甲醚醋酸酯、纳米石墨烯、三甲基戊乙醇单异丁酸酯,搅拌13min,加入流平剂、消泡剂、增稠剂继续搅拌8min,加入三乙醇胺搅拌均匀,过滤得到a组分;
s2、将水性氰酸酯类固化剂加入丙二醇甲醚醋酸酯中搅拌均匀得到b组分。
实施例4
一种环保双组份水性聚氨酯复合涂料,其原料按质量百分比包括:a组分94%,b组分6%;
a组分的原料包括:脂肪族水性聚氨酯分散体35kg,脂肪族水性羟基聚氨酯分散体35kg,丙二醇甲醚醋酸酯2.5kg,多孔羊毛助剂2kg,纳米石墨烯4kg,水20kg,丙烯酸聚合体0.8kg,流平剂1.3kg,二乙二醇丁醚1.7kg,消泡剂1.2kg,增稠剂1.8kg,三乙醇胺1.4kg;
多孔羊毛助剂采用如下工艺制作:将35kg废弃羊毛粉碎,过100目筛,加入60kg浓度为0.4mol/l的l-半胱氨酸溶液,调节温度为33℃,加入1.8kg胰蛋白酶搅拌25h,搅拌速度为180r/min,过滤,将滤液冷冻25min,冷冻温度为-35℃,然后继续在此温度进行真空干燥,再加入25kg水,搅拌状态下依次加入1.7kgn-月桂酰基谷胺酸钠和0.12kg戊二醛,95℃搅拌12min,加入0.16kg1-乙基-3(3-二甲基丙胺)碳二亚胺、0.02kgn-羟基琥珀酰亚胺,继续搅拌17min,以12℃/min的速度降温至-35℃,在此温度进行真空干燥16h,粉碎,得到多孔羊毛助剂;
b组分由水性氰酸酯类固化剂和丙二醇甲醚醋酸酯按质量比为55:12组成。
上述环保双组份水性聚氨酯复合涂料制备方法,包括如下步骤:
s1、将丙烯酸聚合体分散于水中,搅拌状态下加入多孔羊毛助剂搅拌8min,搅拌速度为1400r/min,搅拌状态下依次加入脂肪族水性聚氨酯分散体、脂肪族水性羟基聚氨酯分散体、丙二醇甲醚醋酸酯、纳米石墨烯、二乙二醇丁醚,搅拌17min,加入流平剂、消泡剂、增稠剂继续搅拌6min,加入三乙醇胺搅拌均匀,过滤得到a组分;
s2、将水性氰酸酯类固化剂加入丙二醇甲醚醋酸酯中搅拌均匀得到b组分。
实施例5
一种环保双组份水性聚氨酯复合涂料,其原料按质量百分比包括:a组分93%,b组分7%;
a组分的原料包括:脂肪族水性聚氨酯分散体30kg,脂肪族水性羟基聚氨酯分散体40kg,丙二醇甲醚醋酸酯2kg,多孔羊毛助剂2.5kg,纳米石墨烯3kg,水24kg,丙烯酸聚合体0.6kg,流平剂1.5kg,三甲基戊乙醇单异丁酸酯1.5kg,消泡剂1.5kg,增稠剂1.5kg,三乙醇胺1.5kg;
多孔羊毛助剂采用如下工艺制作:将30kg废弃羊毛粉碎,过100目筛,加入70kg浓度为0.3mol/l的l-半胱氨酸溶液,调节温度为35℃,加入1.5kg胰蛋白酶搅拌30h,搅拌速度为150r/min,过滤,将滤液冷冻30min,冷冻温度为-30℃,然后继续在此温度进行真空干燥,再加入30kg水,搅拌状态下依次加入1.5kgn-月桂酰基谷胺酸钠和0.13kg戊二醛,90℃搅拌15min,加入0.14kg1-乙基-3(3-二甲基丙胺)碳二亚胺、0.035kgn-羟基琥珀酰亚胺,继续搅拌15min,以15℃/min的速度降温至-30℃,在此温度进行真空干燥17h,粉碎,得到多孔羊毛助剂;
b组分由水性氰酸酯类固化剂和丙二醇甲醚醋酸酯按质量比为50:15组成。
上述环保双组份水性聚氨酯复合涂料制备方法,包括如下步骤:
s1、将丙烯酸聚合体分散于水中,搅拌状态下加入多孔羊毛助剂搅拌7min,搅拌速度为1600r/min,搅拌状态下依次加入脂肪族水性聚氨酯分散体、脂肪族水性羟基聚氨酯分散体、丙二醇甲醚醋酸酯、纳米石墨烯、三甲基戊乙醇单异丁酸酯,搅拌15min,加入流平剂、消泡剂、增稠剂继续搅拌7min,加入三乙醇胺搅拌均匀,过滤得到a组分;
s2、将水性氰酸酯类固化剂加入丙二醇甲醚醋酸酯中搅拌均匀得到b组分。
对比例1
一种环保双组份水性聚氨酯复合涂料,其原料按质量百分比包括:a组分93%,b组分7%;
a组分的原料包括:脂肪族水性聚氨酯分散体30kg,脂肪族水性羟基聚氨酯分散体40kg,丙二醇甲醚醋酸酯2kg,废弃羊毛2.5kg,纳米石墨烯3kg,水24kg,丙烯酸聚合体0.6kg,流平剂1.5kg,三甲基戊乙醇单异丁酸酯1.5kg,消泡剂1.5kg,增稠剂1.5kg,三乙醇胺1.5kg;
b组分由水性氰酸酯类固化剂和丙二醇甲醚醋酸酯按质量比为50:15组成。
上述环保双组份水性聚氨酯复合涂料制备方法,包括如下步骤:
s1、将丙烯酸聚合体分散于水中,搅拌状态下加入废弃羊毛搅拌7min,搅拌速度为1600r/min,搅拌状态下依次加入脂肪族水性聚氨酯分散体、脂肪族水性羟基聚氨酯分散体、丙二醇甲醚醋酸酯、纳米石墨烯、三甲基戊乙醇单异丁酸酯,搅拌15min,加入流平剂、消泡剂、增稠剂继续搅拌7min,加入三乙醇胺搅拌均匀,过滤得到a组分;
s2、将水性氰酸酯类固化剂加入丙二醇甲醚醋酸酯中搅拌均匀得到b组分。
对比例2
一种环保双组份水性聚氨酯复合涂料,其原料按质量百分比包括:a组分93%,b组分7%;
a组分的原料包括:脂肪族水性聚氨酯分散体30kg,脂肪族水性羟基聚氨酯分散体40kg,丙二醇甲醚醋酸酯2kg,多孔羊毛助剂2.5kg,纳米石墨烯3kg,水24kg,丙烯酸聚合体0.6kg,流平剂1.5kg,三甲基戊乙醇单异丁酸酯1.5kg,消泡剂1.5kg,增稠剂1.5kg,三乙醇胺1.5kg;
多孔羊毛助剂采用如下工艺制作:将30kg废弃羊毛粉碎,过100目筛,加入70kg浓度为0.3mol/l的l-半胱氨酸溶液,调节温度为35℃,加入1.5kg胰蛋白酶搅拌30h,搅拌速度为150r/min,过滤,将滤液冷冻30min,冷冻温度为-30℃,然后继续在此温度进行真空干燥,再加入30kg水,搅拌状态下依次加入1.5kgn-月桂酰基谷胺酸钠和0.13kg戊二醛,90℃搅拌15min,粉碎得到多孔羊毛助剂;
b组分由水性氰酸酯类固化剂和丙二醇甲醚醋酸酯按质量比为50:15组成。
上述环保双组份水性聚氨酯复合涂料制备方法,包括如下步骤:
s1、将丙烯酸聚合体分散于水中,搅拌状态下加入多孔羊毛助剂搅拌7min,搅拌速度为1600r/min,搅拌状态下依次加入脂肪族水性聚氨酯分散体、脂肪族水性羟基聚氨酯分散体、丙二醇甲醚醋酸酯、纳米石墨烯、三甲基戊乙醇单异丁酸酯,搅拌15min,加入流平剂、消泡剂、增稠剂继续搅拌7min,加入三乙醇胺搅拌均匀,过滤得到a组分;
s2、将水性氰酸酯类固化剂加入丙二醇甲醚醋酸酯中搅拌均匀得到b组分。
对比例3
一种环保双组份水性聚氨酯复合涂料,其原料按质量百分比包括:a组分93%,b组分7%;
a组分的原料包括:脂肪族水性聚氨酯分散体30kg,脂肪族水性羟基聚氨酯分散体40kg,丙二醇甲醚醋酸酯2kg,多孔羊毛助剂2.5kg,水24kg,丙烯酸聚合体0.6kg,流平剂1.5kg,三甲基戊乙醇单异丁酸酯1.5kg,消泡剂1.5kg,增稠剂1.5kg,三乙醇胺1.5kg;
多孔羊毛助剂采用如下工艺制作:将30kg废弃羊毛粉碎,过100目筛,加入70kg浓度为0.3mol/l的l-半胱氨酸溶液,调节温度为35℃,加入1.5kg胰蛋白酶搅拌30h,搅拌速度为150r/min,过滤,将滤液冷冻30min,冷冻温度为-30℃,然后继续在此温度进行真空干燥,再加入30kg水,搅拌状态下依次加入1.5kgn-月桂酰基谷胺酸钠和0.13kg戊二醛,90℃搅拌15min,加入0.14kg1-乙基-3(3-二甲基丙胺)碳二亚胺、0.035kgn-羟基琥珀酰亚胺,继续搅拌15min,以15℃/min的速度降温至-30℃,在此温度进行真空干燥17h,粉碎,得到多孔羊毛助剂;
b组分由水性氰酸酯类固化剂和丙二醇甲醚醋酸酯按质量比为50:15组成。
上述环保双组份水性聚氨酯复合涂料制备方法,包括如下步骤:
s1、将丙烯酸聚合体分散于水中,搅拌状态下加入多孔羊毛助剂搅拌7min,搅拌速度为1600r/min,搅拌状态下依次加入脂肪族水性聚氨酯分散体、脂肪族水性羟基聚氨酯分散体、丙二醇甲醚醋酸酯、三甲基戊乙醇单异丁酸酯,搅拌15min,加入流平剂、消泡剂、增稠剂继续搅拌7min,加入三乙醇胺搅拌均匀,过滤得到a组分;
s2、将水性氰酸酯类固化剂加入丙二醇甲醚醋酸酯中搅拌均匀得到b组分。
将实施例5和对比例1-3所得双组水性聚氨酯复合涂料按使用方法使用,得到膜厚为50μm的涂层,然后进行性能测试,其结果如下:
由上表可知:本发明所得涂膜干燥速度快,硬度与韧性均极为优秀,耐冲击性能强,具有良好的耐沾污性和耐水性。
本发明提供的双组水性聚氨酯复合涂料按hj/t201-2005《环境标志产品技术要求水性涂料》中规定的水性涂料挥发性有机化合物的含量(voc)限值≤250g/l。经测试voc含量≤50g/l,确认为环保型的绿色产品。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
1.一种环保双组份水性聚氨酯复合涂料,其特征在于,其原料按质量百分比包括:a组分90-95%,b组分5-10%;
a组分的原料按重量份包括:脂肪族水性聚氨酯分散体20-40份,脂肪族水性羟基聚氨酯分散体30-50份,丙二醇甲醚醋酸酯1-3份,多孔羊毛助剂1-4份,纳米石墨烯1-5份,水15-30份,分散剂0.2-1份,流平剂1-2份,成膜助剂1-2份,消泡剂1-2份,增稠剂1-2份,ph调节剂1-2份;
b组分包括:水性氰酸酯类固化剂和丙二醇甲醚醋酸酯。
2.根据权利要求1所述环保双组份水性聚氨酯复合涂料,其特征在于,b组分中,水性氰酸酯类固化剂和丙二醇甲醚醋酸酯的质量比为40-60:10-20。
3.根据权利要求1所述环保双组份水性聚氨酯复合涂料,其特征在于,分散剂为疏水性聚羧酸盐、高分子嵌段聚合体、丙烯酸聚合体中至少一种。
4.根据权利要求1所述环保双组份水性聚氨酯复合涂料,其特征在于,成膜助剂为二乙二醇丁醚、三甲基戊乙醇单异丁酸酯、苯甲醇中至少一种。
5.根据权利要求1所述环保双组份水性聚氨酯复合涂料,其特征在于,ph调节剂为三乙醇胺和/或2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
6.根据权利要求1所述环保双组份水性聚氨酯复合涂料,其特征在于,多孔羊毛助剂采用如下工艺制作:将废弃羊毛粉碎,过100目筛,加入l-半胱氨酸溶液,调节温度为30-40℃,加入胰蛋白酶搅拌20-40h,搅拌速度为100-200r/min,过滤,将滤液冷冻20-40min,冷冻温度为-20~-40℃,然后继续在此温度进行真空干燥,再加入水,搅拌状态下依次加入阴离子表面活性剂和戊二醛,80-100℃搅拌10-20min,加入1-乙基-3(3-二甲基丙胺)碳二亚胺、n-羟基琥珀酰亚胺,继续搅拌10-20min,以10-20℃/min的速度降温至-20~-40℃,在此温度进行真空干燥15-20h,粉碎,得到多孔羊毛助剂。
7.根据权利要求6所述环保双组份水性聚氨酯复合涂料,其特征在于,多孔羊毛助剂的制作工艺中,l-半胱氨酸溶液的浓度为0.1-0.5mol/l,废弃羊毛、l-半胱氨酸溶液、胰蛋白酶、阴离子表面活性剂、戊二醛、1-乙基-3(3-二甲基丙胺)碳二亚胺、n-羟基琥珀酰亚胺的质量比为20-40:50-100:1-2:1-2:0.1-0.15:0.1-0.18:0.01-0.06。
8.一种如权利要求1-7任一项所述环保双组份水性聚氨酯复合涂料制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
s1、将分散剂分散于水中,搅拌状态下加入多孔羊毛助剂搅拌4-10min,搅拌速度为1200-2000r/min,搅拌状态下依次加入脂肪族水性聚氨酯分散体、脂肪族水性羟基聚氨酯分散体、丙二醇甲醚醋酸酯、纳米石墨烯、成膜助剂,搅拌10-20min,加入流平剂、消泡剂、增稠剂继续搅拌5-10min,加入ph调节剂搅拌均匀,过滤得到a组分;
s2、将水性氰酸酯类固化剂加入丙二醇甲醚醋酸酯中搅拌均匀得到b组分。
9.一种如权利要求1-7任一项所述环保双组份水性聚氨酯复合涂料使用方法,其特征在于,将a组分和b组分混合均匀,静电喷涂,常温固化得到膜厚为50-70μm的涂层。
技术总结