一種聚氨酯外墻防腐阻燃涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及到一種防腐阻燃涂料，特別是涉及到一種聚氨酯外墻防腐阻燃涂料及 其制備方法，屬于化學組合物及其制備技術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著建筑業的發展，涂料的需求量與日俱增。涂料是一種材料，這種材料可以用不 同的施工工藝涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定強度、連續的固態薄膜，這樣形成 的膜通稱涂膜，又稱漆膜或涂層。物件暴露在大氣之中，受到氧氣、水分等的侵蝕，容易造成 金屬銹蝕、木材腐朽、水泥風化等破壞現象，在物件表面涂以涂料，形成一層保護膜，能夠阻 止或延遲這些破壞現象的發生和發展，能使各種材料的使用壽命延長壽命延長。
[0003] 聚氨酯涂料是一種重要的建筑涂料，還可用作工業涂料，是在20世紀后半葉才發 展起來的一種新型材料，因其涂膜外觀優美，具有良好的裝飾性，且因其良好的柔韌性、耐 沖擊性、耐腐蝕性、耐化學品性及優異的耐低溫性和耐磨性、硬度大、高彈性等特點，已廣泛 地應用于車船、航空、電子、建筑、橋梁、機床、木器及室內裝潢等領域的裝飾和保護中，同時 也大量用于石化設備、管道、海洋設施、重型機械等工業的防腐蝕保護和裝飾。而外墻涂料 是與外界大氣環境直接接觸的，需要經受氣候、雨水、紫外線等的挑戰，因此外墻涂料更需 要具備耐酸雨、耐沾污、防腐性能高以及易清洗等性能。
[0004] 目前在建筑防水領域，溶劑型聚氨酯涂料（WPU)應用比較廣泛，但隨著環保的力 度的加大，涂料勢必要向無溶劑、水性化方向發展。溶劑型聚氨酯涂料由于引入親水集團， 涂料的耐水性不佳，無法滿足建筑防水涂料的需求，所以可以通過改性來提高和改善相應 性能。聚氨酯涂料的阻燃性能也很差，在發生火災時，不能起到很好的阻燃作用，不能抑制 火勢的蔓延，而且聚氨基甲酸酯還有助燃的作用。因此，聚氨酯涂料在預防火災方面存在很 大的缺陷。而如果生產出來的聚氨酯涂料具有阻燃功能，在火災發生時就能夠有效地阻止、 延緩或終止火焰的傳播，達到阻燃的作用，有效減少消費者生命財產的損失。而對于提高聚 氨酯涂料的耐水性、阻燃性等性能，目前公開文獻報道了許多改性方法，例如 1、 中國專利，名稱：一種有機硅改性水性聚氨酯涂料及其制備方法，申請(專利）號： CN201310396330. 2申請(專利權)人：鹽城市昶樺戶外用品有限公司，摘要：一種有機硅 改性水性聚氨酯及其制備方法，特別涉及一種主鏈上含有有機硅的水性聚氨酯涂料及其制 備方法。該涂料原料組分及含量為：多異氰酸酯30~40 ;聚醚多元醇30~40 ;親水性擴 鏈劑3~10 ;擴鏈劑2~10 ;交聯劑1~3沖和劑3~10。制備方法包括預聚物合成、預 聚物中和、擴鏈及乳化等步驟。本發明所得的有機硅改性水性聚氨酯涂料在其分子主鏈上 引入了硅氧鍵（-Si-0-Si-)，由于硅氧鍵相比碳碳鍵（-C-C-)的鍵長大的多，使得鏈的柔順 性大大提高；同時，所用的聚醚多元醇為柔性鏈段；能夠很好的改善聚氨酯的柔順性，大幅 度的降低聚氨酯的模量；在紡織品、皮革、建筑以及某些特殊行業有巨大的應用前景。 2、 中國專利，名稱：水性阻燃聚氨酯樹脂及制備方法申請(專利）號： CN201110119112. 5申請(專利權）人：丹東恒悅新材料有限公司摘要：一種水性阻燃聚氨 酯樹脂及制備方法，其是一種含溴阻燃聚醚的水性聚氨酯樹脂，固含量在20~40%。制備方 法由制備含溴聚醚的聚氨酯預聚體A、制備含溴聚醚的封閉異氰酸酯的聚氨酯B，把上述的 預聚體A和聚氨酯B進行乳化擴鏈反應，制得水性阻燃聚氨酯樹脂。其具有很好的阻燃性 能和水洗牢度，可直接作為織物等的阻燃涂層膠，阻燃涂料使用。 3、中國專利，名稱：環保型水性納米防火阻燃涂料及制備方法申請(專利）號：CN200710027403. 5申請(專利權)人：中山市孫大化工科技有限公司摘要：本發明是一種 環保型水性納米防火阻燃涂料及制備方法，屬化工防火阻燃涂料制造業。它通過來用兩種 阻燃劑與水性樹脂、多聚磷酸銨、三聚氰胺、成碳劑、納米顏、填料，微米顏、填料及其它助劑 復配得到的阻燃涂料。它不合有機溶劑和鹵素阻燃劑，VOC含量很低，防火性能優異，理化性 能優良。它的組成如下：水性樹脂10~90%，含磷、氮有機物插層的層狀硅酸鹽納米阻燃 劑1~50%，聚合物包覆的納米氫氧化鎂阻燃劑1~50%，多聚磷酸銨1~30%，三聚氰胺 1~20%，成碳劑1~30%，納米顏、填料0. 1~30%，微米填料0. 1~60 %，分散劑0. 1~ 10%，穩定劑0. 1~10%，水0. 1~50%，微米顏料適量。它是先將水性樹脂、納米阻燃劑、 多聚磷酸銨、三聚氰胺、成碳劑、納米顏、填料，分散劑及穩定劑投入行星攪拌釜中攪拌分散 均勻；出料后的混合物再加入微米顏、填料、水、分散劑和穩定劑在高速分散機內分散均勻 獲得成品。
[0005] 但要制備一種具同時有阻燃、輕質、防水、防腐、環保、不易老化、長效性的的涂料， 還沒有很成熟的技術，因此目前人們還在水性涂料方面還在不斷的研宄試驗。

【發明內容】

[0006] 本發明的目的提供一種聚氨酯外墻防腐阻燃涂料及其制備方法，按照該制備方法 制備得到的涂料具有良好的阻燃效果，而且防腐性能高、環保、不易老化。
[0007] 本發明是這樣實現的： 一種聚氨酯外墻防腐阻燃涂料，制成該涂料包括以下重量份數的原料： 聚氨醋預聚體 45~55份； N-羥甲基丙烯酰胺 2-4份； 對苯二甲酸二辛酯 3~5份； 鈦酸酯偶聯劑TMC-101 0.5~1.0份； 分散劑 0. 3~0. 6份 鈦白粉 15~20份； 消泡劑 0. 2~0. 5份； 硅石灰粉 6~10份； 混合溶劑 12~15份； 阻燃材料 5-10份； 防腐劑 3~7份； 所述的聚氨酯預聚體是帶有NC0端基的預聚體，分子量在10000-4000之間； 所述的混合溶劑是木質素+丙二醇甲醚+水，重量比例為2 :1 :9 ; 所述的阻燃材料是季戊四醇、磷酸二甲苯酯、三聚氰酰胺中的兩種或兩種以上。
[0008] 所述的分散劑是聚丙烯酸銨鹽DA40; 所述的消泡劑是聚氧丙烯甘油醚； 所述的防腐劑為2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮或5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮。
[0009] 所述的鈦白粉為金紅石型二氧化鈦，由于金紅石型二氧化鈦其折射率為2. 71，通 過加入二氧化鈦(金紅石型)材料，能增強光線的折射與散射。因此，具有較優的反射和隔熱 性能，還具有很好的光線遮蓋效果，從而反射太陽近紅外波段，提高太陽熱輻射反射，降低 太陽熱吸收，不讓太陽在物體表面累計升溫。
[0010] 本發明所述的一種聚氨酯外墻防腐阻燃涂料，其制備方法包括以下步驟： 按重量每公斤N-羥甲基丙烯酰胺加入1. 8公斤的體積濃度70~85%的乙醇溶解，然 后在反應釜中與聚氨酯預聚體混合，反應溫度80~130 °C，反應時間1. 3~1. 8小時后加入 鈦酸酯偶聯劑TMC-101和分散劑聚丙烯酸銨鹽DA40 ;繼續反應3. 5~5. 5小時；然后加入 對苯二甲酸二辛酯、金紅石型鈦白粉、聚氧丙烯甘油醚、阻燃材料、硅石灰粉、混合溶劑和防 腐劑，混合均勻即可得到水溶性聚氨酯防腐阻燃涂料產品。
[0011] 本發明所述的聚氨酯外墻防腐阻燃涂料，其原料還包括：流平劑、抗凍劑和防沉劑 中的一種或多種，重量份數為2~5 ;所述的流平劑是丙烯酸酯；所述的抗凍劑是苯甲醇； 所述的防沉劑是有機膨潤土。
[0012] 本發明所述的聚氨酯外墻防腐阻燃涂料，還可以進一步加入色料，提供外墻色彩 繽紛的涂料。
[0013] 本發明所述的聚氨酯預聚體是以異氰酸酯、聚醚為主要原料，進行聚合而成，帶有 NC0端基的預聚體，分子量在10000-4000之間，它具有良好的物理性能，粘結力強，常溫濕 固化。
[0014] 本發明所述的N-羥甲基丙烯酰胺，為白色結晶粉末，熔點74~75°C，易溶于水、 乙醇，溶于脂肪酸酯類，不溶于烴、鹵代烴等疏水性溶劑。當水溶液中有酸存在時，加熱會迅 速聚合成不溶的樹脂。由于分子結構中含有聚合性能的乙烯基和縮合性能的羥甲基，因此 使線型聚合物交聯最為有效。如果與丙烯酸酯類單體共聚合，羥甲基被引入，僅加熱即可交 聯。
[0015] 本發明所述的對苯二甲酸二辛酯為淡黃透明油狀液體無色透明油狀液體，不含 鄰苯二甲酸鹽，是一種優良的環保型增塑劑，與目前常用的鄰苯二甲酸二異辛酯（D0P)相 比，具有耐熱、耐寒、難揮發、抗抽出、柔軟性和電絕緣性能好等優點，其增塑效率高，揮發性 小，苯二甲酸二辛酯用于涂料時，能提高涂料粘度、減少流動。
[0016] 本發明所述的鈦酸酯偶聯劑TMC-101用于涂料中，可降低體系粘度，提高固體填 充量；可處理碳酸鈣、滑石粉、等無機填料，以增加填料的疏水性、分散性；在涂料中加入 鈦酸酯偶聯劑TMC-101可增大顏料填料量，使填料分散性能提高，具有防沉效果，可防發 花，漆膜強度得到提高，色澤鮮艷，還具有催干特性，對烘漆還可以降低烘烤溫度和縮短烘 烤時間。
[0017] 本發明所述的混合溶劑是木質素、丙二醇甲醚和水的混合物，木質素的官能團有 酚式和羥基，在涂料中有良好的擴