一种氧化活性炭改性的水性丙烯酸聚氨酯涂料及其制备方法和应用与流程

一种氧化活性炭改性的水性丙烯酸聚氨酯涂料及其制备方法和应用，属于涂料技术领域，尤其涉及水性丙烯酸聚氨酯涂料技术领域。

背景技术：

近年来，随着人们环保意识的不断增强和科技水平的不断进步，溶剂型涂料逐渐被水性涂料所取代，推广水性环保涂料成为了一种必然的趋势；其中，双组分水性丙烯酸聚氨酯涂料，具有较高硬度、机械强度、抗摩擦性、耐候性和与卓越的外观等优点，因此受到了人们的广泛关注；另外，双组分水性丙烯酸聚氨酯涂料以水为分散介质，具有不燃、气味小、不污染环境、节能、操作加工方便等优点，而且涂料施工voc排放量低，符合环保标准，所以双组分水性丙烯酸聚氨酯涂料被广泛应用于木器、钢材表面作为防腐装饰面漆。

但是，双组分水性丙烯酸聚氨酯涂料的防腐性能相对较差，目前人们主要通过冷拼防腐树脂、添加防腐颜填料、使用改性丙烯酸树脂、使用氧化石墨烯改性等方法来提高涂料的防腐性能；特别是石墨烯材料由于其独特的结构使得其具有很多优异的物化性能，包括突出的热稳定性和化学稳定性，较高的柔韧性等，是复合材料优选的增强剂，在防护金属表面腐蚀和氧化领域中有着广泛的应用；但是石墨烯材料在水性涂料中难以分散，人们通常采用氧化石墨烯接枝硅烷偶联剂的方法将其分散到涂料中；尽管这些方法可以显著地改善涂料的防腐性能，但是其制备工艺复杂，成本较高；为此我们提供一种工艺简单、成本低廉，漆膜丰满度好，同时具有优异的耐候性和防腐性能的氧化活性炭改性的水性丙烯酸聚氨酯涂料。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种氧化活性炭改性的水性丙烯酸聚氨酯涂料及其制备方法和应用，该涂料所形成的漆膜外观丰满度高、平整光滑、雾影小，具有优异的耐候性和防腐蚀性能，且涂料制备方法简单，生产成本低。

本发明采用的技术方案如下：

为实现上述目的，本发明提供一种氧化活性炭改性的水性丙烯酸聚氨酯涂料，由a组分和b组分组成，所述a组分与b组分的质量比为4∶1～6∶1；

所述a组分按以下质量百分比的原料配制而成：水性羟基丙烯酸树脂40～60％、氧化活性炭1.5～2.2％、挥发份混合溶剂8.5～11.5％、润湿分散剂0.4～0.8％、颜填料28～45％、消泡剂0.05～0.2％、流变助剂0～0.5％、表面助剂0.2～0.5％、防闪锈剂0～0.45％；

所述b组分按以下质量百分比的原料配制而成：水性异氰酸酯固化剂90～98％、挥发份混合溶剂2～10％。

作为优选，所述挥发份混合溶剂按下述质量百分比的原料配制而成：二丙二醇丁醚20～30％、丙二醇甲醚15～25％、去离子水45～65％。

作为优选，所述氧化活性炭为富含羧基的水溶性氧化活性炭，其中羧基含量不小于0.35mmol/g。

作为优选，所述水性羟基丙烯酸树脂为一种水性羟基聚丙烯酸分散体。

作为优选，所述水性异氰酸酯固化剂为一种水溶性多异氰酸酯固化剂。

本发明还提供一种氧化活性炭改性的水性丙烯酸聚氨酯涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)配制挥发份混合溶剂；

(2)a组分的制备：将水性羟基丙烯酸树脂加入高速分散釜中，加入挥发份混合溶剂，搅拌均匀后，加入氧化活性炭继续搅拌，待氧化活性炭分散均匀后，依次加入润湿分散剂、颜填料和消泡剂，搅拌研磨至细度≤25μm，补加流变助剂、表面助剂和防闪锈剂，搅拌均匀得到a组分：

(2)b组分的制备：在水性异氰酸酯固化剂中加入挥发份混合溶剂，搅拌均匀，得到b组分。

本发明还提供一种氧化活性炭改性的水性丙烯酸聚氨酯涂料的涂料的应用，该涂料的使用方法：将a组分和b组分按比例混合，用水稀释调整粘度至50～70s，涂覆于工程机械、卡车、各种钢结构表面，常温下固化形成涂层。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明使用氧化活性炭改性丙烯酸树脂，由于活性炭具有突出的热稳定性、化学稳定性和耐介质性，应用于涂料中能够有效提高涂料的防腐蚀性能，而氧化活性炭为富含羧基的水溶性氧化活性炭，与水性丙烯酸树脂具有很好的互溶性，可以直接用于涂料中，使得制备工艺简单，生产成本降低。

2、本发明提供的氧化活性炭改性水性丙烯酸聚氨酯涂料在使用时采用常规的喷涂方法涂覆于工程机械、卡车、各种钢结构等的表面即可，施工简单，操作方便，所形成的漆膜外观丰满度高、平整光滑、雾影小，同时还具有优异的耐候性和防腐蚀性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例提供一种氧化活性炭改性的水性丙烯酸聚氨酯涂料，该涂料由a组分和b组分组成，所述a组分与b组分的质量比为6∶1；

所述a组分为：水性羟基丙烯酸树脂40kg、氧化活性炭1.5kg、挥发份混合溶剂11.5kg、润湿分散剂0.8kg、金红石型钛白粉18kg、磷酸锌12kg、沉淀硫酸钡15kg、流变助剂0.2kg、消泡剂0.05kg、流平剂0.5kg、防闪锈剂0.45kg；

所述b组分为：水性异氰酸酯固化剂98kg、挥发份混合溶剂2kg。

本实施例还提供上述氧化活性炭改性的水性丙烯酸聚氨酯涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)配制挥发份混合溶剂：将二丙二醇丁醚20kg、丙二醇甲醚15kg、去离子水65kg，混合搅匀，备用。

(2)a组分的制备：称取水性羟基丙烯酸树脂40kg，加入高速分散斧中，在搅拌下加入氧化活性炭1.5kg，混合均匀后，依次加入挥发份混合溶剂11.5kg、润湿分散剂0.8kg、金红石型钛白粉18kg、磷酸锌12kg、沉淀硫酸钡15kg，搅拌均匀。

放入常规的立式研磨机中进行研磨，用刮板细度计检测当细度≤25μm时，加入流变助剂0.2kg、消泡剂0.05kg、流平剂0.5kg、防闪锈剂0.45kg，搅拌均匀，得到a组分。

(3)b组分的制备：称取水性异氰酸酯固化剂98kg，加入预配制的挥发份混合溶剂2kg，搅拌均匀，得到b组分。

将本发明制备的氧化活性炭改性水性丙烯酸聚氨酯涂料，按照a组分∶b组分＝6∶1的配比进行配漆，用水稀释调整粘度至70s(t-4杯测试)，作为底面合一漆(浅灰色)使用。

实施例2

本实施例提供一种氧化活性炭改性的水性丙烯酸聚氨酯涂料，该涂料由a组分和b组分组成，所述a组分与b组分的质量比为5∶1；

所述a组分为：水性羟基丙烯酸树脂50kg、氧化活性炭1.9kg、挥发份混合溶剂9.7kg、润湿分散剂0.6kg、柠檬黄22kg、沉淀硫酸钡15kg、流变助剂0.35kg、消泡剂0.1kg、流平剂0.35kg；

所述b组分为：水性异氰酸酯固化剂95kg、挥发份混合溶剂5kg。

本实施例还提供上述氧化活性炭改性的水性丙烯酸聚氨酯涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)配制挥发份混合溶剂：将二丙二醇丁醚20kg、丙二醇甲醚15kg、去离子水65kg，混合搅匀，备用。

(2)a组分的制备：称取水性羟基丙烯酸树脂50kg，加入高速分散斧中，在搅拌下加入氧化活性炭1.9kg，混合均匀后，依次加入挥发份混合溶剂9.7kg、润湿分散剂0.6kg、柠檬黄22kg、沉淀硫酸钡15kg，搅拌均匀。

放入常规的立式研磨机中进行研磨，用刮板细度计检测当细度≤25μm时，加入流变助剂0.35kg、消泡剂0.1kg、流平剂0.35kg，搅拌均匀，得到a组分。

(3)b组分的制备：称取水性异氰酸酯固化剂95kg，加入预配制的挥发份混合溶剂5kg，搅拌均匀，得到b组分。

将本发明制备的氧化活性炭改性水性丙烯酸聚氨酯涂料，按照a组分∶b组分＝5∶1的配比进行配漆，用水稀释调整粘度至60s，作为面漆(黄色)与底漆配套使用。

实施例3

本实施例提供一种氧化活性炭改性的水性丙烯酸聚氨酯涂料，该涂料由a组分和b组分组成，所述a组分与b组分的质量比为4∶1；

所述a组分为：水性羟基丙烯酸树脂60kg、氧化活性炭2.2kg、挥发份混合溶剂8.5kg、润湿分散剂0.4kg、酞青蓝18kg、沉淀硫酸钡10kg、流变助剂0.5kg、消泡剂0.2kg、流平剂0.2kg；

所述b组分为：水性异氰酸酯固化剂90kg、挥发份混合溶剂10kg。

本实施例还提供上述氧化活性炭改性的水性丙烯酸聚氨酯涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)配制挥发份混合溶剂：将二丙二醇丁醚20kg、丙二醇甲醚15kg、去离子水65kg，混合搅匀，备用。

(2)a组分的制备：称取水性羟基丙烯酸树脂60kg，加入高速分散斧中，在搅拌下加入氧化活性炭2.2kg，混合均匀后，依次加入挥发份混合溶剂8.5kg、润湿分散剂0.4kg、酞青蓝18kg、沉淀硫酸钡10kg，搅拌均匀。

放入常规的立式研磨机中进行研磨，用刮板细度计检测当细度≤25μm时，加入流变助剂0.5kg、消泡剂0.2kg、流平剂0.2kg，搅拌均匀，得到a组分。

(3)b组分的制备：称取水性异氰酸酯固化剂90kg，加入预配制的挥发份混合溶剂10kg，搅拌均匀，得到b组分。

将本发明制备的氧化活性炭改性水性丙烯酸聚氨酯涂料，按照a组分∶b组分＝4∶1的配比进行配漆，用水稀释调整粘度至50s，作为面漆(蓝色)与底漆配套使用。

试验例

本试验例将将实施例1、实施例2和实施例3所制备的产品按gb/t1727-1992《涂膜一般制备法》制备试验样板进行检测(实施例2和实施例3所制备的产品和铁红防锈底漆配套使用)，检测结果如下表一所示。

表一、不同实施例产品检测结果

从表一可以看出，本发明的涂料涂层各项性能优异，外观丰满度高、平整光滑，雾影小，且具有优异的耐候性和防腐性能。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

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