【技术实现步骤摘要】
本申请涉及表面处理剂生产，尤其涉及一种耐紫外聚氨酯涂料及其制备方法。
技术介绍
1、水性聚氨酯(wpu)作为一种环保型涂料和粘合剂材料，因其优异的性能和环境友好性而受到广泛关注。然而，紫外线(uv)辐射会导致聚氨酯材料的降解，进而影响其使用寿命和性能。因此，发展抗紫外老化的水性聚氨酯具有重要意义。
2、首先，抗紫外老化的水性聚氨酯能够显著提高材料的耐久性。紫外线辐射会引发聚氨酯链的断裂和交联，导致材料的物理性能下降，如变色、开裂和失去弹性。通过引入抗紫外老化的成分，如紫外线吸收剂和光稳定剂，可以有效地减缓这些降解过程，从而延长材料的使用寿命。这对于户外应用尤为重要，如建筑涂料、汽车涂层和户外家具等。
3、其次，抗紫外老化的水性聚氨酯有助于保持材料的美观性。紫外线引起的降解不仅影响材料的结构完整性，还会导致颜色的变化和表面光泽的损失。对于需要保持外观质量的应用，如装饰性涂料和高档家具涂层，抗紫外老化性能尤为关键。通过优化配方和工艺，可以保持材料的颜色稳定性和表面光泽，从而满足消费者对美观性的要求。
4、此外，抗紫外老化的水性聚氨酯符合可持续发展的要求。传统的溶剂型聚氨酯涂料在生产和使用过程中会释放大量挥发性有机化合物(vocs)，对环境和人体健康造成危害。水性聚氨酯由于以水为分散介质，大大减少了vocs的排放，是一种更为环保的选择。通过提高其抗紫外老化性能，可以进一步减少材料的更换频率和资源消耗，降低对环境的影响。
5、最后，发展抗紫外老化的水性聚氨酯具有重要的经济价值。随着人们对环
6、郑州大学材料科学与工程学院的田玉，黄高尚，黄淼铭，刘浩，刘文涛，何素芹等在2022年7月于工程塑料应用第50卷第7期发表的《耐紫外聚氨酯研究进展》中记载了四个提升聚氨酯的耐紫外性能的方向；
7、其中第一个方向为调节软硬段结构及比例，原理在于：紫外线照射会破坏pur的分子结构使其降解，产生醌酰亚胺结构，加深pur产品的颜色，同时导致c—n和c—o键的断裂，产品的表面产生明显的龟裂现象，严重影响产品的力学性能和物化性能。但pur的种类很多，结构复杂，其耐紫外老化的能力不同，因此研究不同软硬段结构及比例对pur耐紫外老化性能的影响规律，并揭示其影响机理可以为pur的工程应用奠定基础；
8、第二个方向为有机类添加剂改性，原理在于：紫外线吸收剂、自由基链封闭剂及受阻胺光稳定剂(hals)等有机类添加剂可显著提高pur的耐紫外老化性能，其中自由基链封闭剂和受阻胺光稳定剂均属于抗氧化剂。紫外线吸收剂会吸收紫外线能量，同时把吸收的能量转化为热能耗散出去，因此pur光氧化降解的速率显著降低；
9、第三个方向为纳米功能填料改性，原理在于：纳米功能填料因其化学结构决定了其优良的耐候性和耐光性，且无毒无味、耐紫外线性能和稳定性能良好，在聚合物材料的耐紫外吸收领域具有广阔的应用前景。纳米功能填料主要包括有机纳米填料、金属氧化物纳米填料以及无机非金属氧化物纳米填料等。目前一般通过在聚合物中添加具有耐紫外性能的纳米填料赋予其优异的耐紫外性能；
10、第四个方向为天然高分子改性，原理在于：由于天然高分子具有多种功能基团，在高分子领域具有重要的应用价值，在提高pur的耐紫外性能方面尤为显著。
11、综上可见，现有技术实现对聚氨酯的抗紫外老化性能的改善无非出自以上四个方向。
12、中国专利申请201510860355.2公开了一种耐候聚酯粉末涂料及其制备方法，包括：线性端羟基聚酯预聚物、4，4-六氟异丙基邻苯二甲酸酐、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、抗紫外涂料添加剂、有机硅助粘剂、纳米氧化锆、纳米氧化铝、颜填料、固化剂、流平剂和多功能助剂。其中，线性端羟基聚酯预聚物由含氟二醇和对苯二甲酸经缩聚聚合而成，将氟碳链直接引入到聚酯主链上，保证了制备的耐候聚酯粉末涂料具有耐水、耐热的特性。其次，抗紫外涂料添加剂赋予涂料很好的耐紫外线的能力，提高了耐候性。再次，有机硅助粘剂增强底材与涂料之间的附着力。
13、进一步观察该方案可见，该方案中的抗紫外涂料添加剂通过纳米二氧化硅3～5重量份、纳米二氧化锌5～6重量份、纳米二氧化铈4～6重量份、去离子水15～25重量份、正辛醇25～35重量份、kh550硅烷偶联剂8～10重量份、水性聚氨酯200～300重量份、水性环氧树脂10～15重量份混合制得；
14、同时可看到，该方案正是通过纳米功能填料改性的方式提升聚氨酯的耐紫外性能的。
15、中国专利申请202211105941.2公开了一种耐黄变母粒、热塑性聚氨酯薄膜及其制备方法和应用，该耐黄变母粒包括如下重量份数的组分：异氰酸酯：20-40份；聚四氢呋喃二醇：0-120份但不为0份；小分子二元醇：0-20份但不为0份；催化剂：0.001-0.1份；紫外吸收剂：3-6份；抗氧化剂：2-5份；光稳定剂：2-5份；聚四氢呋喃二醇的分子量为800-5000g/mol；
16、该方案中耐黄变母粒的制备方法简单、成本低，可用于制备力学性能良好、耐析出和耐黄变效果均较佳的热塑性聚氨酯薄膜，且该热塑性聚氨酯薄膜经长时间紫外辐照后力学性能衰减较小；
17、进一步观察该方案可见，该方案中所述的紫外吸收剂为苯并三唑类化合物或三嗪类化合物；同时，该方案还表示耐黄变母粒的组分还包括润滑剂、分散剂、耐水解剂和光屏蔽剂的一种或多种，其中光屏蔽剂较佳地为纳米二氧化钛、氧化锌、炭黑或滑石粉，例如纳米二氧化钛；所述光屏蔽剂的重量份数较佳地为0.5-2份，更佳地为1-1.8份，例如1.5份，但需要注意的是，虽然该方案记载了纳米氧化物、苯并三唑类化合物、三嗪类化合物的抗紫外作用，但是，该方案的基体材料为热塑性聚氨酯而非水性聚氨酯，并且由于水性聚氨酯在制备过程中需要制备成以水为主体的乳液因此还需考虑添加剂的亲水性，因此二者之间存在明显的区别。
18、本方案需要解决的问题：如何开发一种具有不同于现有技术的且具有良好的阻燃能力的阻燃型水性聚氨酯涂饰剂。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种耐紫外的聚氨酯涂料，该涂料通过对无机填料以及偶联剂、聚氨酯乳液之间的质量比调整，提升了聚氨酯乳液整体的紫外反射能力，进而减少聚氨酯对紫外线的吸收，进而减轻聚氨酯的紫外老化情况的发生。
2、为实现上述目的，本申请公开了一种耐紫外聚氨酯涂料，包括聚氨酯乳液以及分散在聚氨酯乳液中的无机物，所述无机物为经过硅烷偶联剂改性的无机物；
3、所述无机物选自氧化锌、二氧化钛、二氧化硅中的至少一种。
4、优选地，所述硅烷偶联剂选自kh540、kh550中的至少一种。
5、优选地，所述硅烷偶联剂为kh540、kh550的混合物，且kh540、kh本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐紫外聚氨酯涂料，其特征在于，包括聚氨酯乳液以及分散在聚氨酯乳液中的无机物，所述无机物为经过硅烷偶联剂改性的无机物；
2.根据权利要求1所述的耐紫外聚氨酯涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自KH540、KH550中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的耐紫外聚氨酯涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH540、KH550的混合物，且KH540、KH550的质量比为0.8～1.2：0.8～1.2。
4.根据权利要求1所述的耐紫外聚氨酯涂料，其特征在于，所述聚氨酯乳液按质量份数计，包括以下组分：
5.根据权利要求4所述的耐紫外聚氨酯涂料，其特征在于，所述二元醇选自乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇中的至少一种；
6.根据权利要求4所述的耐紫外聚氨酯涂料，其特征在于，所述二苯甲酮类化合物选自2-羟基二苯甲酮、4-羟基二苯甲酮、硫代二苯甲酮中的至少一种；
7.根据权利要求4所述的耐紫外聚氨酯涂料，其特征在于，所述聚酯多元醇选自聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己内酯二醇中的至少一种。
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