一种水性聚氨酯复合涂料及其制备方法与流程

本发明属于表面处理剂技术领域，特别涉及一种水性聚氨酯复合涂料及其制备方法。

背景技术：

聚氨酯在各种金属涂层产品中扮演着非常重要的角色，它在经过复配后至少要具有形成致密的阻挡层和对损伤部位自我修复的两大功效。它的成膜机理是采用溶胶-凝胶法，高分子水性树脂经烘烤挥发，树脂乳胶在硅烷微粒之间起到架桥作用，逐步形成连续致密的薄膜，成为阻碍侵蚀性粒子穿透膜层腐蚀锌层的壁垒，当腐蚀发生后，可稳定腐蚀产物，阻止反应进一步发生；

目前基于聚氨酯的涂料主要组成是水溶性有机/无机复合树脂(丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等)、硅烷、水溶性防锈剂和助剂，上述原料所制得的涂料在绝缘能力、抗盐碱能力上均有欠缺，使得该种涂料的适用范围有限。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种水性聚氨酯复合涂料，具体技术方案如下：

一种水性聚氨酯复合涂料，以重量百分比计，所述水性聚氨酯复合涂料的组分及重量百分数为：水性聚氨酯15-30％、硅烷偶联剂2％-6％、无机纳米粒子5-10％、耐盐雾复合粒子8-15％、绝缘耐磨粒子5-8％、助剂0.1％～2％、余量为水。

进一步的，所述无机纳米粒子为聚硅氧烷纳米颗粒。

进一步的，所述耐盐雾复合粒子包括钇系稀土微粉、复合α—陶瓷微粉、碳化硅中的一种或多种。

进一步的，所述绝缘耐磨粒子为聚四氟乙烯颗粒。

进一步的，所述助剂包括缓冲剂、分散剂中的一种或多种。

一种水性聚氨酯复合涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

s1、将无机纳米粒子、耐盐雾复合粒子、绝缘耐磨粒子分别投入至碾磨机内，使得各个粒子转变为纳米级粉末；所述耐盐雾复合粒子包括钇系稀土微粉、复合α—陶瓷微粉、碳化硅中的一种或多种；所述绝缘耐磨粒子为聚四氟乙烯颗粒；

s2、将s1碾磨得到的各个粉末均排出至第一混合罐内，加热混合搅拌，制得粉末预混料；

s3、将水、水性聚氨酯以及粉末预混料投加至第二混合罐内，加热混合搅拌，制得复合溶液；

s4、向所述第二混合罐内添加助剂、水，加热混合搅拌至完全溶解，制得复合涂料，所述助剂包括缓冲剂、分散剂中的一种或多种。

进一步的，所述s3的制备过程具体的为：将水和粉末预混料投加至第二混合罐内，在50-60℃下搅拌混合；在水与粉末预混料搅拌混合10-20min后，向第二混合罐内均速加入水性聚氨酯，继续搅拌1-1.5h，制得复合溶液。

进一步的，在所述s2和s4中，所述加热混合搅拌的搅拌时间为0.5-1h，加热温度为40-60℃。

进一步的，所述水性聚氨酯、硅烷偶联剂、无机纳米粒子、耐盐雾复合粒子、绝缘耐磨粒子、助剂、水的重量百分数依次为：15-30％；2％-6％；5-10％；8-15％；5-8％、0.1％～2％；余量为水。

本发明的有益效果是：耐盐雾复合粒子能够增加涂料耐盐雾、耐腐蚀能力，能够形成陶瓷保护膜；绝缘耐磨粒子能够增加涂料的耐磨能力，并且可提高涂料的绝缘性能，满足电器产品的喷涂保护需要。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

一种水性聚氨酯复合涂料，以重量百分比计，所述水性聚氨酯复合涂料的组分及重量百分数为：水性聚氨酯15％、硅烷偶联剂2％、无机纳米粒子5％、耐盐雾复合粒子8％、绝缘耐磨粒子5％、助剂0.1％、余量为水；所述无机纳米粒子为聚硅氧烷纳米颗粒；所述耐盐雾复合粒子包括钇系稀土微粉、复合α—陶瓷微粉、碳化硅：所述绝缘耐磨粒子为聚四氟乙烯颗粒；所述助剂包括缓冲剂、分散剂；

水性聚氨酯的ph值为4.5～6.0，粘度<300，固含量为28～31％；

按照上述配比制备水性聚氨酯复合涂料，制备方法包括以下步骤：

s1、将无机纳米粒子、耐盐雾复合粒子、绝缘耐磨粒子分别投入至碾磨机内，使得各个粒子转变为纳米级粉末；所述无机纳米粒子为聚硅氧烷纳米颗粒；所述耐盐雾复合粒子包括钇系稀土微粉、复合α—陶瓷微粉、碳化硅：所述绝缘耐磨粒子为聚四氟乙烯颗粒；所述助剂包括缓冲剂、分散剂；通过增加钇系稀土微粉、复合α—陶瓷微粉、碳化硅能够增加涂料耐盐雾、耐腐蚀能力，能够形成陶瓷保护膜；聚四氟乙烯颗粒能够增加涂料的耐磨能力，并且可提高涂料的绝缘性能，满足电器产品的喷涂保护需要；

s2、将s1碾磨得到的各个粉末均排出至第一混合罐内，加热混合搅拌，制得粉末预混料；

s3、将水和粉末预混料投加至第二混合罐内，在50℃下搅拌混合；在水与粉末预混料搅拌混合10min后，向第二混合罐内均速加入水性聚氨酯，继续搅拌1h，制得复合溶液。

s4、向所述第二混合罐内添加助剂、水，加热混合搅拌，加热温度40℃，搅拌0.5h，制得复合涂料，所述助剂包括缓冲剂、分散剂。

实施例二

一种水性聚氨酯复合涂料，以重量百分比计，所述水性聚氨酯复合涂料的组分及重量百分数为：水性聚氨酯18％、硅烷偶联剂5％、无机纳米粒子9％、耐盐雾复合粒子12％、绝缘耐磨粒子7％、助剂0.5％、余量为水；所述无机纳米粒子为聚硅氧烷纳米颗粒；所述耐盐雾复合粒子包括钇系稀土微粉、复合α—陶瓷微粉、碳化硅：所述绝缘耐磨粒子为聚四氟乙烯颗粒；所述助剂包括缓冲剂、分散剂。

水性聚氨酯的ph值为4.5～6.0，粘度<300，固含量为28～31％；

按照上述配比制备水性聚氨酯复合涂料，制备方法包括以下步骤：

s1、将无机纳米粒子、耐盐雾复合粒子、绝缘耐磨粒子分别投入至碾磨机内，使得各个粒子转变为纳米级粉末；所述无机纳米粒子为聚硅氧烷纳米颗粒；所述耐盐雾复合粒子包括钇系稀土微粉、复合α—陶瓷微粉、碳化硅：所述绝缘耐磨粒子为聚四氟乙烯颗粒；所述助剂包括缓冲剂、分散剂；通过增加钇系稀土微粉、复合α—陶瓷微粉、碳化硅能够增加涂料耐盐雾、耐腐蚀能力，能够形成陶瓷保护膜；聚四氟乙烯颗粒能够增加涂料的耐磨能力，并且可提高涂料的绝缘性能，满足电器产品的喷涂保护需要；

s2、将s1碾磨得到的各个粉末均排出至第一混合罐内，加热混合搅拌，制得粉末预混料；

s3、将水和粉末预混料投加至第二混合罐内，在50℃下搅拌混合；在水与粉末预混料搅拌混合10min后，向第二混合罐内均速加入水性聚氨酯，继续搅拌1h，制得复合溶液。

s4、向所述第二混合罐内添加助剂、水，加热混合搅拌，加热温度40℃，搅拌0.5h，制得复合涂料，所述助剂包括缓冲剂、分散剂。

实施例三

一种水性聚氨酯复合涂料，以重量百分比计，所述水性聚氨酯复合涂料的组分及重量百分数为：水性聚氨酯30％、硅烷偶联剂6％、无机纳米粒子10％、耐盐雾复合粒子15％、绝缘耐磨粒子8％、助剂2％、余量为水；所述无机纳米粒子为聚硅氧烷纳米颗粒；所述耐盐雾复合粒子包括钇系稀土微粉、复合α—陶瓷微粉、碳化硅：所述绝缘耐磨粒子为聚四氟乙烯颗粒；所述助剂包括缓冲剂、分散剂。

水性聚氨酯的ph值为4.5～6.0，粘度<300，固含量为28～31％；

按照上述配比制备水性聚氨酯复合涂料，制备方法包括以下步骤：

s1、将无机纳米粒子、耐盐雾复合粒子、绝缘耐磨粒子分别投入至碾磨机内，使得各个粒子转变为纳米级粉末；所述无机纳米粒子为聚硅氧烷纳米颗粒；所述耐盐雾复合粒子包括钇系稀土微粉、复合α—陶瓷微粉、碳化硅：所述绝缘耐磨粒子为聚四氟乙烯颗粒；所述助剂包括缓冲剂、分散剂；通过增加钇系稀土微粉、复合α—陶瓷微粉、碳化硅能够增加涂料耐盐雾、耐腐蚀能力，能够形成陶瓷保护膜；聚四氟乙烯颗粒能够增加涂料的耐磨能力，并且可提高涂料的绝缘性能，满足电器产品的喷涂保护需要；

s2、将s1碾磨得到的各个粉末均排出至第一混合罐内，加热混合搅拌，制得粉末预混料；

s3、将水和粉末预混料投加至第二混合罐内，在50℃下搅拌混合；在水与粉末预混料搅拌混合10min后，向第二混合罐内均速加入水性聚氨酯，继续搅拌1h，制得复合溶液。

s4、向所述第二混合罐内添加助剂、水，加热混合搅拌，加热温度40℃，搅拌0.5h，制得复合涂料，所述助剂包括缓冲剂、分散剂。

将上述三个实施例所制得的涂料取样，作为样品1、样品2、样品3；取同等质量的现有技术制备的涂料作为样品4；进行性能试验；得到如下表格：

通过上述表格可知，通过上述实施例所制得的涂料相交于传统涂料在绝缘能力、耐盐碱能力、耐高温能力、稳定性上均有显著的提升。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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