本發(fā)明涉及涂料，尤其涉及一種dtm聚氨酯涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、金屬材料的腐蝕現(xiàn)象存在于各行各業(yè)，這不僅會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，還可能帶來(lái)環(huán)境問(wèn)題和一系列的安全問(wèn)題，為了解決上述問(wèn)題，使用有機(jī)涂料直接涂敷到金屬表面是最直接簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)有效的方法。dtm漆在工業(yè)涂料行業(yè)備受青睞，其具有施工簡(jiǎn)潔、快速、環(huán)保性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但是目前的dtm涂料還存在很多的問(wèn)題，比如現(xiàn)有dtm涂料防腐蝕性相對(duì)較差，涂層容易出現(xiàn)過(guò)早失去防護(hù)現(xiàn)象；使得被保護(hù)的金屬基材容易出現(xiàn)點(diǎn)蝕、透銹等瑕疵，從而破壞涂層的耐久性，使涂層過(guò)早出現(xiàn)失效等問(wèn)題；現(xiàn)有dtm涂料的綜合一般，在高鹽、高濕條件下容易出現(xiàn)老化等問(wèn)題。因此，提供一種dtm聚氨酯涂料及其制備方法以解決現(xiàn)有dtm漆的耐鹽水性、耐鹽霧性、附著力、耐候性等不佳的問(wèn)題具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有dtm漆的的耐鹽水性、防腐性、耐鹽霧性、附著力、耐候性等不佳的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種dtm聚氨酯涂料，通過(guò)選擇改性羥基丙烯酸樹(shù)脂和改性mxene，提供了大量的活性基團(tuán)，增加了與hdi三聚體、異佛爾酮二異氰酸酯的交聯(lián)密度，通過(guò)形成堅(jiān)固的膜狀保護(hù)層從而提高dtm聚氨酯涂料的附著力、耐候性和耐腐蝕性。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

3、一種dtm聚氨酯涂料，包括a組分和b組分；

4、所述a組分包括如下質(zhì)量百分比的原料：改性羥基丙烯酸樹(shù)脂30％-40％，改性mxene?8％-10％，分散劑0.4％-0.6％，第一消泡劑0.2％-0.5％，防沉劑1.5％-3％，顏料20％-30％，填料15％-20％，流平劑0.2％-0.5％，光穩(wěn)定劑0.5％-1％，紫外吸收劑1％-2％和第一溶劑5％-10％；

5、所述b組分包括如下質(zhì)量百分比的原料：hdi三聚體75％-85％和異佛爾酮二異氰酸酯15％-25％；

6、所述改性羥基丙烯酸樹(shù)脂為聚天門冬氨酸酯和硅烷偶聯(lián)劑改性的羥基丙烯酸樹(shù)脂；

7、所述改性mxene為羥基丙烯酸樹(shù)脂改性的mxene。

8、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的dtm聚氨酯涂料中添加了改性羥基丙烯酸樹(shù)脂和改性mxene；其中，改性羥基丙烯酸樹(shù)脂中含有羥基、仲氨基、羧基、環(huán)氧基或硅氧烷基等化學(xué)鍵，不僅能形成堅(jiān)固的膜狀保護(hù)層，提高涂層的防腐性能，其還能通過(guò)提高有機(jī)涂層和基底的結(jié)合能力，極大地提高涂層的附著力；改性后的羥基丙烯酸樹(shù)脂具有較高的羥基含量，提高了a組分和b組分的交聯(lián)密度，使反應(yīng)更加充分，從而提高涂層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分子量，進(jìn)而提高涂層的防腐性和耐候性；改性后的羥基丙烯酸樹(shù)脂含有較多仲氨基，其與b組分中的hdi三聚體反應(yīng)能形成密度較高的脲鍵，進(jìn)而通過(guò)提高涂層的交聯(lián)密度來(lái)提高涂層的耐候性和防腐性；硅烷偶聯(lián)劑的加入還能將樹(shù)脂和基底緊密連接在一起，從而進(jìn)一步提高涂層的附著力。羥基丙烯酸樹(shù)脂改性的mxene具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，且能夠在金屬表面形成一層致密的保護(hù)膜，進(jìn)而能提高涂層的耐腐蝕性能。本發(fā)明通過(guò)加入改性羥基丙烯酸樹(shù)脂和改性mxene，提供大量的活性基團(tuán)，增加了其和hdi三聚體、異佛爾酮二異氰酸酯的交聯(lián)密度，通過(guò)形成堅(jiān)固的膜狀保護(hù)層，提高了dtm聚氨酯涂料的附著力、耐候性和耐腐蝕性。

9、優(yōu)選的，所述改性羥基丙烯酸樹(shù)脂包括如下質(zhì)量百分比的原料：羥基丙烯酸樹(shù)脂80％-84％，聚天門冬氨酸酯10％-12％，丙二醇甲醚醋酸酯3％-5％和硅烷偶聯(lián)劑2.5％-3.5％。

10、通過(guò)選擇聚天門冬氨酸酯和硅烷偶聯(lián)劑對(duì)羥基丙烯酸樹(shù)脂進(jìn)行改性，其中，三種原料之間通過(guò)交聯(lián)反應(yīng)，使制備的改性羥基丙烯酸樹(shù)脂含有豐富的含有羥基、仲氨基、羧基、環(huán)氧基或硅氧烷基等基團(tuán)，這些化學(xué)基團(tuán)通過(guò)提高和金屬基材的結(jié)合力、形成致密的保護(hù)膜從而提高涂層的附著力、防腐性和耐候性。

11、優(yōu)選的，所述羥基丙烯酸樹(shù)脂的分子量為4000-5000，玻璃化溫度為29℃-31℃，固含量為78％-82％，羥基百分含量為2.3％-2.5％。

12、優(yōu)選的，所述聚天門冬氨酸酯為深圳飛揚(yáng)f220、深圳飛揚(yáng)f221、拜耳nh1420或深圳飛揚(yáng)f321中至少一種。

13、優(yōu)選的，所述硅烷偶聯(lián)劑為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

14、發(fā)明人通過(guò)大量的研究表明，使用γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷作為硅烷偶聯(lián)劑對(duì)涂層的附著力、防腐性和耐候性提高效果最佳。

15、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述硅烷偶聯(lián)劑為南京能德kh560、揚(yáng)州力達(dá)ld-3168或邁圖coatosil?mp200中至少一種。

16、優(yōu)選的，所述改性羥基丙烯酸樹(shù)脂的制備方法包括如下步驟：

17、將稱取的羥基丙烯酸樹(shù)脂、丙二醇甲醚醋酸酯和聚天門冬氨酸酯混合均勻，加入硅烷偶聯(lián)劑后于60℃-70℃下保溫反應(yīng)，得所述改性羥基丙烯酸樹(shù)脂。

18、優(yōu)選的，所述混合均勻的條件為：攪拌的速率為200r/min-300r/min，攪拌得時(shí)間為3min-5min。

19、優(yōu)選的，所述保溫反應(yīng)的時(shí)間為2.5h-3h。

20、優(yōu)選的，所述改性mxene包括如下質(zhì)量百分比的原料：ti3c2txmxene5％-10％，羥基丙烯酸樹(shù)脂80％-85％，第二消泡劑0.3％-0.6％和第二溶劑6％-10％。

21、本發(fā)明通過(guò)利用羥基丙烯酸樹(shù)脂的交聯(lián)結(jié)構(gòu)和mxene的層狀結(jié)構(gòu)結(jié)合，使制備的改性mxene具有特殊的結(jié)構(gòu)，能明顯提高涂料耐候性和防腐性能；羥基丙烯酸樹(shù)脂中的羥基還能與ti3c2txmxene表面的官能團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)鍵合作用，進(jìn)而增強(qiáng)涂層和金屬基材的附著力。

22、優(yōu)選的，所述ti3c2txmxene的制備方法參考發(fā)明專利cn114958056a。

23、優(yōu)選的，所述羥基丙烯酸樹(shù)脂為科思創(chuàng)uracron?7120s60或湛新d?a160sn中至少一種。

24、優(yōu)選的，所述第二消泡劑為德國(guó)畢克byk?066n、巴斯夫艾夫卡efka?2722或贏創(chuàng)迪高tego931中任一種。

25、優(yōu)選的，所述第二溶劑為丙二醇甲迷醋酸酯或醋酸丁酯中至少一種。

26、優(yōu)選的，所述改性mxene的制備方法包括如下步驟：

27、步驟1、將稱取的第二消泡劑加入羥基丙烯酸樹(shù)脂中，混合均勻，得初級(jí)混合羥基丙烯酸樹(shù)脂；

28、步驟2、在所述初級(jí)混合羥基丙烯酸樹(shù)脂中加入第二溶劑至粘度為60s-80s，得混合羥基丙烯酸樹(shù)脂；

29、步驟3、將所述ti3c2txmxene加入至所述混合羥基丙烯酸樹(shù)脂，混合均勻，研磨，得細(xì)度為20μm-25μm的改性mxene。

30、進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟1中，所述混合均勻的條件為：攪拌速率為500r/min-600r/min，攪拌時(shí)間為3min-5min。

31、進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟2中，所述第二溶劑可分次加入。

32、進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟3中，所述混合均勻的條件為：以500r/min-600r/min的速率攪拌3min-5min，然后以1000r/min-1500r/min的速率分散15min-20min。

33、優(yōu)選的，所述分散劑為含顏料親和基團(tuán)的聚磷酸酯溶液、含顏料親和基團(tuán)的改性聚氨酯高聚物或含顏料親和基團(tuán)的改性聚氨酯中任一種。

34、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述分散劑為byk110、afcona–4071或efka-4010中任一種。

35、優(yōu)選的，所述第一消泡劑為氟硅改性聚硅氧烷類消泡劑、有機(jī)硅類消泡劑、含硅類消泡劑或氟硅氧烷溶液中任一種。

36、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述第一消泡劑為byk-066n、efka?2722或tego?931中任一種。

37、優(yōu)選的，所述防沉劑為粉狀防沉劑和膏狀防沉劑的混合物。

38、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述防沉劑中粉狀防沉劑和膏狀防沉劑的質(zhì)量比為(1-2):(1-2)。

39、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述粉狀防沉劑為氣相二氧化硅或有機(jī)膨潤(rùn)土。

40、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述膏狀防沉劑為聚酰胺臘或聚乙烯臘。

41、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述防沉劑為美國(guó)卡博特m5、德謙sd-2、斯巴隆6900-20、帝斯巴隆4200-20或德謙202p中至少一種。

42、優(yōu)選的，所述顏料為鈦白粉、磷酸鋅或c500中至少兩種。

43、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述顏料中鈦白粉、磷酸鋅和c500的質(zhì)量比為(3.7-4):1:(0-1)。

44、優(yōu)選的，所述填料為滑石粉和硫酸鋇的混合物。

45、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述填料中滑石粉和硫酸鋇的質(zhì)量比為1:(1.5-2)。

46、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述滑石粉的細(xì)度為1200-1300目。

47、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述硫酸鋇的細(xì)度為1200-1300目。

48、優(yōu)選的，所述流平劑為丙烯酸酯類流平劑或聚醚改性二甲基硅氧烷中至少一種。

49、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述流平劑為efka3777、lhp-95或byk-306中至少一種。

50、優(yōu)選的，所述光穩(wěn)定劑為受阻胺類光穩(wěn)定劑。

51、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述光穩(wěn)定劑為tinuvin-292或eversorb93中至少一種。

52、優(yōu)選的，所述紫外吸收劑為苯丙三氮唑類紫外吸收劑。

53、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述紫外吸收劑為tinuvin-1130或eversorb80中至少一種。

54、優(yōu)選的，所述第一溶劑為丙二醇甲迷醋酸酯和醋酸丁酯的混合物。

55、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述第一溶劑中丙二醇甲迷醋酸酯和醋酸丁酯的質(zhì)量比為1:(1-2)。

56、優(yōu)選的，所述hdi三聚體的型號(hào)為拜耳n3390或萬(wàn)華ht-90b。

57、優(yōu)選的，所述異佛爾酮二異氰酸酯的型號(hào)為拜耳z4470或萬(wàn)華it-170b。

58、優(yōu)選的，所述a組分和b組分的質(zhì)量比為(7-9):1。

59、本發(fā)明還提供上述dtm聚氨酯涂料的制備方法，包括如下步驟：

60、步驟a、按質(zhì)量配比稱取各原料，將稱取的改性羥基丙烯酸樹(shù)脂、分散劑、流平劑、光穩(wěn)定劑、紫外吸收劑、第一消泡劑和防沉劑混合均勻，得第一混合漿料；

61、步驟b、將所述顏料和填料加入第一混合漿料中，然后加入第一溶劑至粘度為100s-120s，混合均勻，研磨，得細(xì)度為20μm-25μm的第二混合漿料；

62、步驟c、將所述改性mxene加入第二混合漿料中，混合均勻，得所述a組分；

63、步驟d、將稱取的hdi三聚體和異佛爾酮二異氰酸酯混合均勻，得所述b組分；

64、步驟e、將所述a組分和b組分混合均勻，得所述dtm聚氨酯涂料。

65、進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟a中，于600r/min-700r/min的速率下，將稱取的改性羥基丙烯酸樹(shù)脂、分散劑、流平劑、光穩(wěn)定劑、紫外吸收劑、第一消泡劑和膏狀防沉劑攪拌3min-5min，然后加入粉狀防沉劑，以300r/min-500r/min的速率攪拌3min-5min，得第一混合漿料。

66、進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟b中，所述混合均勻的條件為：攪拌速率為800r/min-1000r/min，攪拌時(shí)間為15min-20min。

67、進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟c中，所述混合均勻的條件為：攪拌速率為1000r/min-1200r/min，攪拌時(shí)間為15min-18min。

68、進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟d中，所述混合均勻的條件為：攪拌速率為600r/min-800r/min，攪拌時(shí)間為15min-20min。

69、本發(fā)明提供的制備方法操作簡(jiǎn)單，無(wú)復(fù)雜工序，也無(wú)需特殊的設(shè)備，成本低，適合工業(yè)化大規(guī)模的生產(chǎn)，具有廣闊的市場(chǎng)前景和發(fā)展?jié)摿Α?/p>