[发明专利]一种纳米Al2O3改性聚氨酯树脂涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米Al₂O₃改性的聚氨酯树脂涂料，所述涂料由以下原料按照重量配比制成：甲苯二异氰酸酯60‑80份、二环己基甲烷二异氰酸酯5‑10份、六亚甲基二异氰酸酯5‑10份、己二酸4‑8份、醇酸树脂1‑5份、环氧树脂2‑4份、丙二醇1‑3份、甲基二乙醇胺1‑3份、二酯酸二丁基锡1‑4份、醋酸乙酯5‑10份，磷酸0.5‑1份，去离子水10‑30份；以及纳米Al₂O₃浆料2‑8份，本发明主要是在制备聚氨酯树脂涂料过程中添加改性的Al₂O₃纳米粉，实现采用硬脂酸钠对Al₂O₃纳米粉进行表面亲油化处理，进而形成有效的防腐蚀复合涂层，具有耐油性、耐海水、耐磨损和耐冲击等优良性能。

技术领域

本发明涉及一种纳米Al₂O₃改性聚氨酯树脂涂料及其制备方法，属于材料涂层涂装技术领域。

背景技术

聚氨酯树脂(Polyurethane Resin)作为一种具有高强度、抗撕裂、耐磨等特性的高分子材料，在日常生活、工农业生产、医学等领域广泛应用。此外聚氨酯还可制成乳液、磁性材料等。聚氨酯树脂涂料具有明显优于其他涂料的特点，聚氨酯涂料的优点是漆膜耐磨性强，装饰性能好，涂膜附着力强，涂膜弹性高，涂膜耐腐蚀性能强，烘干温度范围宽，耐高温低温性能突出，绝缘性能优异，花色品种多，但其也有明显的缺点，例如保光保色性差，树脂乳液稳定性差，容易损坏涂层，施工要求高。

纳米微粒凭借其独特的小尺寸效应和表面效应，与聚氨酯树脂发生物理或化学结合的可能性大，能够增强粒子与基体的界面结合，从而提高聚氨酯树脂涂料产品的悬浮稳定性、流变性、附着力、光洁度、抗老化性和涂膜的表面硬度等。纳米微粒改性聚氨酯树脂的制备与性能评价，成为防腐涂料领域的研究热点之一。纳米Al₂O₃是亲水性的惰性粉体，并且粒子微细化增大了表面能，增大了纳米微粒附聚生成二次结构的可能性，进而增大了纳米Al₂O₃在聚氨酯树脂涂料中分散难度。因此要想把纳米Al₂O₃纳米粉应用到聚氨酯树脂涂料上，有必要对其进行表面亲油化改性处理，削弱或者消除团聚现象，确保其在有机介质中能够分散良好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米Al₂O₃改性的聚氨酯树脂涂料，主要是在制备聚氨酯树脂涂料过程中添加改性的Al₂O₃纳米粉，实现采用硬脂酸钠对Al2O3纳米粉进行表面亲油化处理，进而制备Al₂O₃改性耐腐蚀聚氨酯树脂涂料，本发明选择成本低廉的硬脂酸钠作为表面改性材料，SASS分子中具有类似偶联剂的亲水和疏水基团，实验验证发现，硬脂酸钠参与对Al₂O₃颗粒的表面改性反应，两者之间既发生化学吸附，又发生物理吸附，对Al₂O₃粉体具有良好的包覆作用，使得聚氨酯树脂涂料形成有效的防腐蚀复合涂层，具有耐油性、耐海水、耐磨损 和耐冲击等优良性能。

本发明的技术方案为：

纳米Al₂O₃改性的聚氨酯树脂涂料的制备方法，包括如下步骤：

1)将定量的硬脂酸钠溶解于适量的乙醇和丙酮混合液中，配成初级混合溶液；

2)称取Al₂O₃纳米粉20重量份，添加到三口容器中，向三口容器内加入适量200-300重量份的上述硬脂酸钠混合溶液，形成悬浮溶液；