一種疏水改性納米硫酸鋇填充水性聚氨酯塗料的製備方法與流程
2023-11-08 04:45:42 2
本發明涉及聚氨酯塗料,更具體地,涉及一種疏水改性納米硫酸鋇填充水性聚氨酯塗料的製備方法。
背景技術:
納米硫酸鋇是一種新型的無機材料,它既具有普通硫酸鋇的特點,又具有新的特殊功能,納米硫酸鋇顆粒,由於具有表面效應、量子隧道效應、尺寸效應等重要的納米結構特性,使得它的各種物理化學特性與普通材料的性能大有不同,作為一種新穎的高功能性的無機填充材料,它在聚合物複合材料、醫學、陶瓷、油墨、塗料、造紙等諸多領域的應用前景都較為廣闊。
聚氨酯樹脂是一種具有高強度、抗撕裂性和高耐磨性的高分子材料,廣泛應用於日常生活、農業生產和醫療等領域中。聚氨酯樹脂在塗料工業中也有廣泛應用,由其製成的聚氨酯塗料可分為雙組分聚氨酯塗料和單組分聚氨酯塗料兩大類。
張晗在《聚乙烯-硫酸鋇納米複合材料的製備和表徵》一文中利用乙二胺四乙酸二鈉(edta)絡合法一步沉澱製備納米硫酸鋇溶液,製備出納米硫酸鋇,並用硬脂酸對硫酸鋇表面進行表面有機修飾後,採用熔融共混填充的方法填充到pe基體中,使用的設備為雙螺杆擠出造粒機,從而改善了硫酸鋇顆粒的穩定性,但納米硫酸鋇仍有一定的團聚現象顆粒很小。
技術實現要素:
本發明目的為了彌補已有技術的缺陷,提高穩定性與疏水性,提供一種疏水改性納米硫酸鋇填充水性聚氨酯塗料的製備方法。
本發明是通過以下技術方案實現的:
一種疏水改性納米硫酸鋇填充水性聚氨酯塗料的製備方法,包括以下步驟:
(1)將2-5重量份的聚氨基葡糖加入適量醋酸中配置成0.1-1mol/l聚氨基葡糖的稀冰醋酸溶液,控制溶液ph值為4.5-5.5,加入20-30重量份硫酸鋇,攪拌30-50分鐘,調節溶液ph值為10-12,攪拌反應30-50分鐘,過濾乾燥6-12小時後,通過研磨機研磨成粉狀,得改性納米硫酸鋇,待用;
(2)將改性納米硫酸鋇與25-30重量份聚醚三元醇n330,混合,用三輥機研磨,製得聚醚三元醇n330插層改性納米硫酸鋇複合物;
(3)將步驟(2)所得聚醚三元醇n330插層改性納米硫酸鋇複合物乾燥脫水12-24小時後緩慢加入20-25二苯基甲烷二異氰酸酯,與0.02-1重量份催化劑,在惰性氣體氛圍中80-85℃反應15-20分鐘後,加入適量丙酮稀釋後反應3-4小時後降溫至60-70℃,加入5-10重量份二羥甲基丙酸、0.1-0.3重量份戊二醛在紅外乾燥箱中反應1-12小時,待用;
(4)將步驟(3)所得產物加入適量三乙胺進行反應20-30分鐘,中和至ph值為6-7,室溫下反應20-30分鐘,加入去離子水高速攪拌進行乳化分散後,既得所述疏水改性納米硫酸鋇填充水性聚氨酯塗料。
所述調節ph是使用0.5mol/l氫氧化鈉溶液。
所述催化劑為稀土複合催化劑。
所述惰性氣體為氮氣。
所述的紅外乾燥箱中反應溫度為40-50℃。
本發明的優點是:
本發明將納米硫酸鋇粉末,用聚氨基葡糖溶膠進行包裹後得聚氨基葡糖分子膜包覆改性納米硫酸鋇,與聚醚三元醇n330混合後進行插層得聚醚三元醇n330插層改性納米硫酸鋇複合物,以聚醚三元醇n330插層改性納米硫酸鋇複合物、二苯基甲烷二異氰酸酯為主要合成原料,加入稀土複合催化劑,合成出水性聚氨酯預聚體,加入交聯劑在紅外乾燥箱中進行交聯後,進行乳化分散形成塗料;聚氨基葡糖採用電荷作用與納米硫酸鋇結合,使得硫酸鋇的親水性降低,改性納米硫酸鋇表面的羥基與聚氨酯分子鏈的極性基團相互作用,使聚氨酯分子鏈能較好地插入到硫酸鋇之間,加入交聯劑後聚氨基葡糖自身進行交聯,聚氨酯預聚體進行交聯,聚氨基葡糖與聚氨酯預聚體之間進行交聯,三者的協同效應,使體系形成穩定的體系,本發明的塗料具有較好的實際應用價值,也具有良好的疏水性能,適用於建築、裝飾、工業製造等用途且製備方法,其工藝條件簡單,操作方便,易實現。
具體實施方式
一種疏水改性納米硫酸鋇填充水性聚氨酯塗料的製備方法,包括以下步驟:
(1)將4重量份的聚氨基葡糖加入適量醋酸中配置成0.5mol/l聚氨基葡糖的稀冰醋酸溶液,控制溶液ph值為4.5-5.5,加入25重量份硫酸鋇,攪拌40分鐘,調節溶液ph值為10-12,攪拌反應40分鐘,過濾乾燥9小時後,得改性納米硫酸鋇,待用;
(2)將改性納米硫酸鋇與28重量份聚醚三元醇n330,混合,用三輥機研磨,製得聚醚三元醇n330插層改性納米硫酸鋇複合物;
(3)將步驟(2)所得聚醚三元醇n330插層改性納米硫酸鋇複合物乾燥脫水18小時後緩慢加入23二苯基甲烷二異氰酸酯,與0.1重量份催化劑,在惰性氣體氛圍中85℃反應15分鐘後,加入適量丙酮稀釋後反應3.5小時後降溫至65℃,加入8重量份二羥甲基丙酸、0.2重量份戊二醛在紅外乾燥箱中反應10小時,待用;
(4)將步驟(3)所得產物加入適量三乙胺進行反應25分鐘,中和至ph值為6-7,室溫下反應25分鐘,加入去離子水高速攪拌進行乳化分散後,既得所述疏水改性納米硫酸鋇填充水性聚氨酯塗料。
所述調節ph是使用0.5mol/l氫氧化鈉溶液。
所述催化劑為稀土複合催化劑。
所述惰性氣體為氮氣。
所述的紅外乾燥箱中反應溫度為40-50℃。
技術特徵:
技術總結
本發明公開了一種疏水改性納米硫酸鋇填充水性聚氨酯塗料的製備方法,將納米硫酸鋇粉末,用聚氨基葡糖溶膠進行包裹後得聚氨基葡糖分子膜包覆改性納米硫酸鋇,與聚醚三元醇N330混合後進行插層得聚醚三元醇N330插層改性納米硫酸鋇複合物,與二苯基甲烷二異氰酸酯一起為主要合成原料,合成出水性聚氨酯預聚體,加入交聯劑在紅外乾燥箱中進行交聯後,進行乳化分散形成塗料,本發明的塗料具有較好的實際應用價值,也具有良好的疏水性能,適用於建築、裝飾、工業製造等用途且製備方法,其工藝條件簡單,操作方便,易實現。
技術研發人員:呂超
受保護的技術使用者:呂超
技術研發日:2017.06.28
技術公布日:2017.09.29