一种水处理用光固化水性聚氨酯涂料及其制备方法技术

本发明专利技术属于水处理涂料技术领域，具体涉及一种水处理用光固化水性聚氨酯涂料及其制备方法；其成分包括：六亚甲基二异氰酸酯三聚体、二羟甲基丙酸、聚碳酸酯二醇1000、异佛尔酮二异氰酸酯、季戊四醇三丙烯酸、光引发剂、三乙胺、N，N‑二甲基甲酰胺、二丁基二月桂酸锡、二丙二醇二丙烯酸酯、丙酮、纳米银、聚醚铵盐、纳米二氧化钛、钛酸酯偶联剂、去离子水、无水乙醇与适量水；本发明专利技术制备的水处理用光固化水性聚氨酯涂料不仅具有优良的耐水、耐腐与耐磨性，还能对污水中的有机物进行催化降解从而达到净化水的效果。

A UV-curable waterborne polyurethane coating for water treatment and its preparation method

The invention belongs to the technical field of water treatment coatings, in particular to a light-curable waterborne polyurethane coating for water treatment and its preparation method; its components include: hexamethylene diisocyanate trimer, dimethylolpropionic acid, polycarbonate diol 1000, isophorone diisocyanate, pentaerythritol Triacrylic acid, photoinitiator, triethylamine, N, N dimethylformamide, dibutyl alcohol. Tin dilaurate, dipropylene glycol diacrylate, acetone, nano silver, polyether ammonium salt, nano titanium dioxide, titanate coupling agent, deionized water, absolute ethanol and appropriate amount of water; the UV-curable waterborne polyurethane coating prepared by the invention not only has excellent water resistance, corrosion resistance and wear resistance, but also catalytic degradation of organic matter in sewage to achieve purification. The effect of water.

【技术实现步骤摘要】
一种水处理用光固化水性聚氨酯涂料及其制备方法
本专利技术属于水处理涂料
，具体涉及一种水处理用光固化水性聚氨酯涂料及其制备方法。
技术介绍
光固化涂料又称光敏涂料，是以紫外光为涂料固化能源，又称紫外光固化涂料。光固化涂料优点是固化时间短（几分之一秒到几分钟）、固化温度低、挥发分低，为省能源、省资源、无公害、高效率的涂料新品种。随着人们环保、能源意识的增强，传统溶剂型涂料因其所含大量挥发性有机化合物（VOC）以及有害空气污染物，使用越来越受到限制。水性涂料是以水为分散介质的一类涂料，具有不燃、无毒、不污染环境、节省能源和资源等优点。因此，无污染的水性涂料所受的关注度越来越高。用水性涂料逐步代替溶剂型油漆涂料代表了涂料行业的发展方向。其中光催化技术在废水净化处理方面具有巨大潜力具有广阔的应用前景。水处理装置表面涂覆的涂料要求其具有良好的耐水、耐腐与耐磨性能，但目前，传统方法合成的水性聚氨酯多为线性结构固化时交联度不足，导致水性聚氨酯涂膜普遍存在硬度低、耐磨性差、耐水与耐腐性能不佳的问题。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供了一种水处理用光固化水性聚氨酯涂料及其制备方法，所制备的水性聚氨酯涂膜的不仅具有优良的耐水、耐腐与耐磨性，同时还具有光催化功能，能够降解废水中的有机物。为了实现上述的目的，本专利技术采用以下的技术方案：。一种水处理用光固化水性聚氨酯涂料，其成分按重量份计：六亚甲基二异氰酸酯三聚体9.0～12.0份、二羟甲基丙酸4.0～5.5份、聚碳酸酯二醇100018.0～24.0份、异佛尔酮二异氰酸酯3.2～3.8份、季戊四醇三丙烯酸13.5～16.5份、光引发剂1.2～1.8份、三乙胺3.2～4.4份、N，N-二甲基甲酰胺6.4～7.0份、二丁基二月桂酸锡0.4～0.6份、二丙二醇二丙烯酸酯15～18份、丙酮30～60份、纳米银6～9份、聚醚铵盐9～13.5份、纳米二氧化钛8～15份、钛酸酯偶联剂5～8份、去离子水16～30份、无水乙醇8～15份与适量水。优选的，一种水处理用光固化水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：a、称取聚碳酸酯二醇1000、二羟甲基丙酸、N，N-二甲基甲酰胺与二丁基二月桂酸锡0.2-0.3份记为原料1，将原料1加入到反应釜中，并在120～150r/min的速度进行搅拌混合，60min内将六亚甲基二异氰酸酯三聚体滴加到上述混合物中，在50～55℃下反应60～90min后，将温度升至65～68℃，继续反应2h，得到混合组分A；b、称取异佛尔酮二异氰酸酯与二丁基二月桂酸锡0.2～0.3份记为原料2，将原料2加入到反应釜中，以80～120r/min的速度进行搅拌，然后将季戊四醇三丙烯酸酯滴加到上述混合物中，在45～48℃下反应120～150min后，升温至50℃，继续反应90～120min后，将反应温度升至55～60℃，并在30min内将混合组分A滴加入反应体系中，加入丙酮调节粘度，反应120min后，将温度升至65～68℃，继续反应1h后，降至常温，制得混合组分B；c、将纳米银加入到聚醚铵盐中并在28-34kHz的超声波中混合60～90min，制得抗菌母液；d、将纳米二氧化钛、钛酸酯偶联剂、无水乙醇与去离子水在120～150r/min的速度下搅拌混合30～60min，然后将混合液在20～35kHz的超声中进行分散60～90min，制得纳米二氧化钛分散液；e、将混合组分B升温至30～40℃，加入三乙胺与适量水，在200～260r/min的速度下搅拌1h后，真空脱去丙酮，然后向上述混合物中分别加入抗菌母液、纳米二氧化钛分散液与二丙二醇二丙烯酸酯，并在120～150r/min的速度下搅拌30min后，制得所述水处理用光固化水性聚氨酯涂料。优选的，所述光引发剂选用苯偶酰缩酮、苯酰甲酸酯、二苯甲酮与叔胺类促进剂中的任意一种。优选的，所述纳米银粒径为1200～1500目。优选的，所述纳米二氧化钛的粒径为100～1200目。优选的，步骤b中季戊四醇三丙烯酸酯的滴加速度为0.48～0.55份/min。优选的，步骤c中纳米银与聚醚铵盐按质量比1:1.5进行投料。优选的，步骤e中水与混合组分B的质量比为3～4:1。采用上述的技术方案，本专利技术达到的有益效果是：。本专利技术制备的水处理用光固化水性聚氨酯涂料不仅具有优良的耐水、耐腐与耐磨性，还能对污水中的有机物进行催化降解从而达到净化水的效果。六亚甲基二异氰酸酯三聚体与季戊四醇三丙烯酸的加入提高了分子链的支化程度，有效提高了涂膜的交联密度，降低了涂膜的渗透性，提高了涂膜的耐水性与硬度。二丙二醇二丙烯酸酯作为活性稀释剂的加入能够提高涂膜的物理力学性能与耐抗性。抗菌母液的加入使涂膜具有抗菌性能，减小了因真菌导致的涂膜腐败的风险，提高了涂膜的耐腐性。此外，制备的纳米二氧化钛分散液能使纳米二氧化钛更好的分散于水性聚氨酯中，提高了涂膜的光催化效果。附图说明图1为本专利技术的制备工艺流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种水处理用光固化水性聚氨酯涂料，其成分按重量份计：六亚甲基二异氰酸酯三聚体9.0份、二羟甲基丙酸4.5份、聚碳酸酯二醇100018.0份、异佛尔酮二异氰酸酯3.4份、季戊四醇三丙烯酸13.5份、光引发剂1.4份、三乙胺3.2份、N，N-二甲基甲酰胺6.6份、二丁基二月桂酸锡0.4份、二丙二醇二丙烯酸酯15份、丙酮30份、纳米银6份、聚醚铵盐9份、纳米二氧化钛8份、钛酸酯偶联剂5份、去离子水16份、无水乙醇8份与适量水。一种水处理用光固化水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：a、称取聚碳酸酯二醇1000、二羟甲基丙酸、N，N-二甲基甲酰胺与二丁基二月桂酸锡0.2份记为原料1，将原料1加入到反应釜中，并在120r/min的速度进行搅拌混合，60min内将六亚甲基二异氰酸酯三聚体滴加到上述混合物中，在50℃下反应60min后，将温度升至65℃，继续反应2h，得到混合组分A；b、称取异佛尔酮二异氰酸酯与二丁基二月桂酸锡0.2份记为原料2，将原料2加入到反应釜中，以80r/min的速度进行搅拌，然后将季戊四醇三丙烯酸酯滴加到上述混合物中，在45℃下反应120min后，升温至50℃，继续反应90min后，将反应温度升至55℃，并在30min内将混合组分A滴加入反应体系中，加入丙酮调节粘度，反应120min后，将温度升至65℃，继续反应1h后，降至常温，制得混合组分B；c、将纳米银加入到聚醚铵盐中并在28kHz的超声波中混合60min，制得抗菌母液；d、将纳米二氧化钛、钛酸酯偶联剂、无水乙醇与去离子水在120r/min的速度下搅拌混合30min，然后将混合液在20kHz的超声中进行分散60min，制得纳米二氧化钛分散液；e、将混合组分B升温至30℃，加入三乙胺与适量水，在200r/min的速度下搅拌1h后，真空脱去丙酮，然后向上述混合物中分别加入抗菌母液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水处理用光固化水性聚氨酯涂料，其特征在于，其成分按重量份计：六亚甲基二异氰酸酯三聚体9.0～12.0份、二羟甲基丙酸4.0～5.5份、聚碳酸酯二醇1000 18.0～24.0份、异佛尔酮二异氰酸酯3.2～3.8份、季戊四醇三丙烯酸13.5～16.5份、光引发剂1.2～1.8份、三乙胺3.2～4.4份、N，N‑二甲基甲酰胺6.4～7.0份、二丁基二月桂酸锡0.4～0.6份、二丙二醇二丙烯酸酯15～18份、丙酮30～60份、纳米银6～9份、聚醚铵盐9～13.5份、纳米二氧化钛8～15份、钛酸酯偶联剂5～8份、去离子水16～30份、无水乙醇8～15份与适量水。

【技术特征摘要】
1.一种水处理用光固化水性聚氨酯涂料，其特征在于，其成分按重量份计：六亚甲基二异氰酸酯三聚体9.0～12.0份、二羟甲基丙酸4.0～5.5份、聚碳酸酯二醇100018.0～24.0份、异佛尔酮二异氰酸酯3.2～3.8份、季戊四醇三丙烯酸13.5～16.5份、光引发剂1.2～1.8份、三乙胺3.2～4.4份、N，N-二甲基甲酰胺6.4～7.0份、二丁基二月桂酸锡0.4～0.6份、二丙二醇二丙烯酸酯15～18份、丙酮30～60份、纳米银6～9份、聚醚铵盐9～13.5份、纳米二氧化钛8～15份、钛酸酯偶联剂5～8份、去离子水16～30份、无水乙醇8～15份与适量水。2.根据权利要求1所述的一种水处理用光固化水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：a、称取聚碳酸酯二醇1000、二羟甲基丙酸、N，N-二甲基甲酰胺与二丁基二月桂酸锡0.2～0.3份记为原料1，将原料1加入到反应釜中，并在120～150r/min的速度进行搅拌混合，60min内将六亚甲基二异氰酸酯三聚体滴加到上述混合物中，在50～55℃下反应60-90min后，将温度升至65～68℃，继续反应2h，得到混合组分A；b、称取异佛尔酮二异氰酸酯与二丁基二月桂酸锡0.2～0.3份记为原料2，将原料2加入到反应釜中，以80～120r/min的速度进行搅拌，然后将季戊四醇三丙烯酸酯滴加到上述混合物中，在45～48℃下反应120～150min后，升温至50℃，继续反应90～120min后，将反应温度升至55～60℃，并在30min内将混合组分A滴加入反应体系中，加入丙酮调节粘度，反应120min后，将温度升至65～68℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞华，程先忠，王晴晴，周国庆，
申请(专利权)人：武汉轻工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42