[發明專利]一種鈰化膨潤土改性水性聚氨酯涂料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811380494.5
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109517516B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 李偉洲;莫秋鳳;楊海娟;谷鳳媚;陳泉志;凌奎;呂小雨;韓相彬
• 申請（專利權）人: 廣西大學;廣西南寧金鉑洲材料有限公司
• 主分類號: C09D175/08
• 分類號: C09D175/08;C09D7/62;C09D5/08
• 代理公司: 南寧市吉昌知識產權代理事務所(普通合伙) 45125
• 代理人: 林鵬

本發明公開了一種鈰化膨潤土改性水性聚氨酯涂料及其制備方法，將稀土金屬離子Ce³⁺負載到經殼聚糖預處理后的膨潤土上制備鈰化膨潤土，再將鈰化膨潤土水分散體作為改性填料分散到陰離子型脂肪族水性聚氨酯樹脂中，輔以一定量的交聯劑和助劑制備改性涂料。按質量百分比計，所述水性聚氨酯樹脂30～60％，去離子水20～50％，鈰化膨潤土1～5％，交聯劑1～5％，其它助劑0.2～2％。本發明制備的鈰化膨潤土改性水性聚氨酯涂料大大提高了水性聚氨酯涂層的附著力，且展現出較好的耐水性能及抗腐蝕性能，可適應較惡劣的腐蝕環境，在重防腐領域具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及涂料技術領域，具體涉及一種鈰化膨潤土改性水性聚氨酯涂料及其制備方法。

技術背景

目前，防腐涂料是鋼結構防腐最常用的方法之一。然而，這些涂料大部分是溶劑型涂料，其在生產和使用過程中會釋放出大量的揮發性有機化合物(VOC)，不僅浪費大量的資源，還會帶來巨大的環境危害。而水性涂料以水為分散介質，VOC含量低、無毒、無刺激。因此，在“綠色環保、節能減排”的大背景下，水性防腐涂料代替溶劑型防腐涂料是必然趨勢。

水性聚氨酯(WPU)涂料作為一種環保型涂料，具有溶劑型聚氨酯涂料低成膜溫度、強附著力、耐候性好、柔韌性好、漆膜豐滿等特點，但其耐水抗蝕性能較差，嚴重制約其在防腐領域中的應用。因此水性聚氨酯涂料常需要進行復合樹脂改性、低表面能物質(有機硅、有機氟)改性以及無機微納米材料(石墨烯、碳納米管、層狀硅酸鹽、SiO₂、TiO₂)改性等改性處理。專利申請號201611262880.5公布了一種石墨烯-有機硅改性聚氨酯水性涂料，專利申請號201610640316.6公布了一種以改性高嶺土為填料的水性聚氨酯涂料的制備方法，專利申請號201510944523.6公布了一種納米二氧化硅改性水性聚氨酯防水涂料及其制備方法。不同改性材料各有優缺點，雖然抗蝕性能均有一定程度提升，但仍比不上目前廣泛使用的溶劑型防腐涂料。因此，耐水抗蝕性能差仍是限制水性聚氨酯涂料在防腐領域應用的主要原因。膨潤土的主要成分蒙脫石是一種片層狀鋁硅酸鹽礦物，既可作為填料在涂料中對腐蝕介質(H₂O、O₂、Cl^-等)起物理阻隔作用，還可作為載體負載功能性材料應用于涂料中。因此，本發明提出以水性聚氨酯涂料為基體，將負載具有催化作用的Ce³⁺的膨潤土引入水性聚氨酯基體，輔以一定量的交聯劑來提高水性聚氨酯樹脂的硬度、附著力及耐水抗蝕性能，以實現水性聚氨酯涂料在重防腐領域中的應用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種鈰化膨潤土改性水性聚氨酯涂料及其制備方法。該改性水性聚氨酯涂料耐水抗蝕性能優異、附著力強、綠色環保、加工工藝簡單、成本低廉。

本發明的技術方案如下：一種鈰化膨潤土改性水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述的鈰化膨潤土改性水性聚氨酯涂料，按質量百分比計，所述水性聚氨酯樹脂30～60％，去離子水20～50％，鈰化膨潤土1～5％，交聯劑1～5％，其它助劑0.2～2％。

進一步地，所述水性聚氨酯樹脂選用陰離子型-脂肪族聚醚型水性聚氨酯樹脂，所述交聯

劑為氮丙啶，所述其它助劑為分散劑六偏磷酸鈉和消泡劑二甲基硅油。

進一步地，所述鈰化膨潤土以鈉基膨潤土為原料，可溶性鈰鹽為改性劑，將具有催化水解該水性聚氨酯功能的Ce³⁺負載到經殼聚糖預處理后的膨潤土上制備而成的；鈰化膨潤土的具體制備步驟包括：

(d)將一定量的殼聚糖溶解于2～8％的乙酸溶液中，在常溫下攪拌反應0.5～1h，轉速300～600r/min，制備殼聚糖-乙酸溶液；