一種水性殺菌聚氨酯金屬涂料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及殺菌涂料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水性殺菌聚氨酯金屬涂料。
【背景技術(shù)】
[0002]涂料是用有機(jī)或無(wú)機(jī)材料來(lái)以裝飾和保護(hù)物品的一種混合物。涂料的起源尚無(wú)定論。公元前6000年，中國(guó)已用無(wú)機(jī)化合物和有機(jī)顏料混合焙燒對(duì)涂料加以改進(jìn)。公元前1500年，在法國(guó)和西班牙的山洞里，涂料已用于繪畫(huà)和裝飾。20世紀(jì)，涂料工藝有了重大發(fā)展，出現(xiàn)了粘著力更大、光澤度更高、阻燃、抗腐蝕與熱穩(wěn)定性高的各種顏色的涂料。涂料早期大多以植物油為主要原料，故被叫做“涂料”，如健康環(huán)保原生態(tài)的熟桐油。不論是傳統(tǒng)的以天然物質(zhì)為原料的涂料產(chǎn)品，還是現(xiàn)代發(fā)展中的以合成化工產(chǎn)品為原料的涂料產(chǎn)品，都屬于有機(jī)化工高分子材料，所形成的涂膜屬于高分子化合物類型。按照現(xiàn)代通行的化工產(chǎn)品的分類，涂料屬于精細(xì)化工產(chǎn)品。
[0003]隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，金屬表面的防腐越來(lái)越受到各行各業(yè)的高度重視，采用涂料涂覆防腐是一種既經(jīng)濟(jì)又有效的方法。對(duì)工礦企業(yè)來(lái)說(shuō)，金屬腐蝕造成了經(jīng)濟(jì)上的巨大損失是難以估量的，約占全球鋼產(chǎn)量的15-20%，可見(jiàn)，對(duì)腐蝕的防護(hù)是何等的重要。防止金屬腐蝕的方法有很多，如采用電鍍和陰極保護(hù)，造成了排放污染，不利于環(huán)境保護(hù)；還有在使用耐腐蝕合金，雖起到防腐作用，但工程造價(jià)達(dá)。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，采取涂料層防護(hù)是最有效最經(jīng)濟(jì)普遍的方法。但是現(xiàn)有的金屬涂料存在一定程度的缺陷，涂料的功能不全面，耐水性不強(qiáng)，容易發(fā)泡碎裂，殺菌功能不完善，現(xiàn)有涂料的功能不能夠滿足人們的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種水性殺菌聚氨酯金屬涂料，不僅具有優(yōu)異的耐水、耐拉伸和殺菌抑菌性能，耐熱性優(yōu)秀，而且韌性和強(qiáng)度高，附著力強(qiáng)。
[0005]本發(fā)明提出的一種水性殺菌聚氨酯金屬涂料，其原料按重量份包括:醛酮改性聚氨酯75?85份，水性丙烯酸樹(shù)脂13?16份，水性環(huán)氧樹(shù)脂9?12份，沸石粉15?18份，滑石粉22?25份，重質(zhì)碳酸鈣18?22份，納米銀0.5?1.5份，辣椒素2?3份，消泡劑1?2份，分散劑1?2份，平流劑2?3份，顏料5?8份。
[0006]優(yōu)選地，醛酮改性聚氨酯的制備方法如下:將醛酮樹(shù)脂加入丙酮中溶解得到物料A ;將聚己二酸-1，4- 丁二醇酯二元醇和聚己二醇升溫，保溫，接著真空脫水得到物料B ;將物料A、物料B和改性六亞甲基二異氰酸酯混合后，通入N2保護(hù)，升溫，保溫，然后降溫，加入三甲基戊二醇、二羥甲基丙酸、三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂和丙酮，再加入二月桂酸二丁基錫，升溫，保溫得到物料C ;將物料C降溫后，再滴加含N-丙基二乙醇胺和二甲基乙醇胺的混合溶液，升溫，保溫得到物料D ;將物料D進(jìn)行中和后，再加水進(jìn)行乳化分散，真空蒸餾后，再加入月桂酸酞菁鋅攪拌均勻得到醛酮改性聚氨酯。
[0007]優(yōu)選地，醛酮改性聚氨酯的制備方法如下:按重量份將9?12份醛酮樹(shù)脂加入丙酮中溶解得到物料A ;將13?16份聚己二酸-1，4- 丁二醇酯二元醇和30?35份聚己二醇升溫，保溫，接著真空脫水得到物料B ;將物料A、物料B和15?18份改性六亞甲基二異氰酸酯混合后，通入N2保護(hù)，升溫，保溫，然后降溫，加入10?13份三甲基戊二醇、2?4份二羥甲基丙酸、18?21份三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂和丙酮，再加入0.7?1份二月桂酸二丁基錫，升溫，保溫得到物料C ;將物料C降溫后，再滴加含2?3份N-丙基二乙醇胺和3?5份二甲基乙醇胺的混合溶液，升溫，保溫得到物料D ;將物料D進(jìn)行中和后，再加260?290份水進(jìn)行乳化分散，真空蒸餾后，再加入0.6?0.9份月桂酸酞菁鋅攪拌均勻得到醛酮改性聚氨酯。
[0008]丙酮在醛酮改性聚氨酯的制備過(guò)程中起到溶劑的作用，無(wú)需限定用量。
[0009]優(yōu)選地，醛酮改性聚氨酯的制備方法如下:將醛酮樹(shù)脂加入丙酮中溶解得到物料A ;將聚己二酸-1，4- 丁二醇酯二元醇和聚己二醇升溫至80?83°C，保溫3?4h，接著真空脫水得到物料B ;將物料A、物料B和改性六亞甲基二異氰酸酯混合后，通入N2保護(hù)，升溫至85?88°C，保溫2?4h，然后降溫至37?40 °C，加入三甲基戊二醇、二羥甲基丙酸、三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂和丙酮，再加入二月桂酸二丁基錫，升溫至90?95°C，保溫1?1.3h得到物料C ;將物料C降溫至37?40°C后，再滴加含N-丙基二乙醇胺和二甲基乙醇胺的混合溶液，升溫至75?78°C，保溫38?42min得到物料D ;將物料D進(jìn)行中和后，再加水進(jìn)行乳化分散，真空蒸餾后，再加入月桂酸酞菁鋅攪拌均勻得到醛酮改性聚氨酯。
[0010]優(yōu)選地，醛酮改性聚氨酯制備方法中的改性六亞甲基二異氰酸酯按如下步驟進(jìn)行制備:將六亞甲基二異氰酸酯和磷酸三丁酯混合后，升溫至225?230°C，保溫0.8?lh，接著減壓蒸餾，冷卻至75?80°C進(jìn)行熟化得到改性六亞甲基二異氰酸酯。
[0011]優(yōu)選地，改性六亞甲基二異氰酸酯制備過(guò)程中，六亞甲基二異氰酸酯和磷酸三丁酯的重量比為97?100:2.2?2.5。
[0012]優(yōu)選地，醛酮改性聚氨酯制備方法中的月桂酸酞菁鋅按如下步驟進(jìn)行制備:按摩爾份將1?1.3份四氨基酞菁鋅、5?6份月桂酸和N，N- 二甲基乙酰胺混合后，進(jìn)行油浴加熱，油浴加熱過(guò)程中不停攪拌，然后減壓蒸餾，洗滌，離心，洗滌，干燥得到月桂酸酞菁鋅。
[0013]優(yōu)選地，月桂酸酞菁鋅的制備過(guò)程中，油浴加熱的溫度為135?140°C，油浴加熱的時(shí)間為7?8ho
[0014]N，N-二甲基乙酰胺在月桂酸酞菁鋅的制備過(guò)程中起到溶劑的作用，無(wú)需限定用量。
[0015]四氨基酞菁鋅的制備方法如下:將3.82g 4-硝基鄰苯二腈和1.00g醋酸鋅混合后放入圓底燒瓶中，向其中加入143mL無(wú)水硝基苯，充分?jǐn)嚢韬螅訜岬?50°C，氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)24h。反應(yīng)完畢后，冷卻到室溫，向其中加入大量的甲醇，抽濾，洗滌至濾液無(wú)色為止，然后真空干燥，干燥后將固體刮下，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10wt%的鹽酸回流3h，抽濾，用水洗滌至濾液呈無(wú)色為止，真空干燥，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10wt %的NaOH溶液回流3h，抽濾，用水洗滌至濾液呈無(wú)色為止，真空干燥，得到四硝基酞菁鋅。將1.45g四硝基酞菁鋅和7.25g無(wú)水硫化鈉溶解在55mL水中，加熱到50°C，氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)5h。反應(yīng)完畢后，降到室溫，抽濾，用大量的水洗滌至濾液無(wú)色為止，真空干燥。干燥后的樣品用柱層析法分離，所用硅膠為200?300目，石油醚(60?90)灌柱子，以N，N-二甲基甲酰胺為淋洗劑淋洗，收集，真空干燥，得到四氨基酞菁鋅。
[0016]本發(fā)明按常規(guī)工藝制備。
[0017]本發(fā)明將六亞甲基二異氰酸酯和磷酸三丁酯混合后，升溫，使六亞甲基二異氰酸酯中-NC0基團(tuán)在磷酸三丁酯的催化作用下發(fā)生縮合反應(yīng)，兩個(gè)異氰酸酯基團(tuán)縮合生成碳化二亞胺基團(tuán)(-N = C = N-)，所得改性六亞甲基二異氰酸酯黏度低，為后續(xù)醛酮改性聚氨酯的制備做鋪墊。本發(fā)明采用四氨基基酞菁鋅和月桂酸制備月桂酸酞菁鋅，其中四氨基基酞菁鋅上的4個(gè)氨基分別與月桂酸上的羧基進(jìn)行酰胺反應(yīng)，形成酰胺鍵得到長(zhǎng)烷鏈的月桂酸酞菁鋅。
[0018]本發(fā)明采用改性六亞甲基二異氰酸酯、醛酮樹(shù)脂和月桂酸酞菁鋅來(lái)制備醛酮改性聚氨酯，由于醛酮樹(shù)脂具有飽和的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，使其有高光澤、硬度、抗降解及耐候性，其分子鏈相當(dāng)于聚氨酯中的硬段，促進(jìn)聚氨酯中軟段與硬段之間的微相分離程度的增加，提高醛酮改性聚氨酯的硬度和固化速度，醛酮樹(shù)脂接入聚氨酯中，使乳液聚合物