一種聚氨酯自清潔涂料及其制備方法技術

本發(fā)明專利技術屬于涂料領域，具體涉及一種聚氨酯自清潔涂料及其制備方法。該制備方法如下：將液體聚碳酸酯二醇加入反應器中后加熱并抽真空直至反應器中無氣泡為止，降溫后向反應器中加入有機溶劑，攪拌回流，然后加入芳香族二異氰酸酯并反應2?3h，之后加入全氟?1?辛醇并反應1?1.5h，再加入氧化鑭粉末，繼續(xù)攪拌20?30min，冷卻至室溫得到的液態(tài)混合物即為所述聚氨酯自清潔涂料。本發(fā)明專利技術采用聚氨酯為主體材料，中間結合含氟低表面能物質，最后加入疏水的稀土氧化物氧化鑭，使得涂料干燥后的涂層具有充足的粗糙結構，低表面能及表面的粗糙結構使得涂層具有良好的自清潔性，經測試所得涂層與多種基材均有很好的結合作用，且涂層具有較好的耐久性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于涂料領域，具體涉及一種聚氨酯自清潔涂料及其制備方法。
技術介紹
聚氨酯樹脂(PolyurethaneResin)作為一種具有高強度、抗撕裂、耐磨等特性的高分子材料,在日常生活、工農業(yè)生產、醫(yī)學等領域廣泛應用，用于貯罐、管道、冷庫、啤酒、發(fā)酵罐、保鮮桶的絕熱保溫保冷，房屋建筑絕熱防水等，有著出色的防水性。建筑外墻涂料可以美化環(huán)境和居室，但是由于傳統涂料耐洗刷性差，時間不長涂層就會發(fā)生色變、脫落，玻璃幕墻或瓷磚貼面又會帶來光污染、增加建筑物自重、存在安全隱患等問題。并且隨著城市的環(huán)境污染正在加劇，其中粉塵污染、氣體污染尤為嚴重。建筑外墻特別是高層建筑，正在受到越來越嚴重的侵蝕。自清潔涂料的作用越來越重要，自清潔涂料具有優(yōu)良的防水性、自潔功能，能夠長期保持潔凈。自清潔涂料的技術開發(fā)基礎是基于仿生學的原理，根據\荷葉自清潔原理\設計的清潔涂料取得了成功。但是，現在的一些自清潔涂料的主要成分為提供粗糙結構的無機物，因此與基材之間的結合力較差，耐久性不高，制備方法也比較復雜。
技術實現思路
為了得到具有較好自清潔效果、較好耐久性并適用于工業(yè)應用的涂料，本專利技術提供了一種聚氨酯自清潔涂料及其制備方法，該涂料自清潔效果明顯且其制備方法簡單。為了解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案如下：一種聚氨酯自清潔涂料的制備方法，其包括如下步驟：將液體聚碳酸酯二醇加入反應器中后加熱至115-125℃并抽真空直至反應器中無氣泡為止，降溫至75-80℃，向反應器中加入有機溶劑，攪拌回流10-20min，然后加入芳香族二異氰酸酯并反應2-3h，之后加入全氟-1-辛醇并反應1-1.5h，再加入氧化鑭粉末，繼續(xù)攪拌20-30min，冷卻至室溫得到的液態(tài)混合物即為所述聚氨酯自清潔涂料，其中聚碳酸酯二醇與有機溶劑的用量比為(5-10)mmol：(100-200)mL，聚碳酸酯二醇、芳香族二異氰酸酯和全氟-1-辛醇的摩爾比為1：(3-5)：(2-4)，聚碳酸酯二醇與氧化鑭粉末的質量比為1：(1-1.2)。具體的，所述有機溶劑為丙酮或苯。具體的，所述芳香族二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯或二苯甲烷二異氰酸酯。優(yōu)選的，所述聚碳酸酯二醇的分子量為1000，其對應牌號為T5651。優(yōu)選的，所述聚碳酸酯二醇的分子量為2000，其對應牌號為T5652。優(yōu)選的，聚碳酸酯二醇、甲苯二異氰酸酯和全氟-1-辛醇的摩爾比為1：4：3。優(yōu)選的，聚碳酸酯二醇與氧化鑭粉末的質量比為1：1。本專利技術還提供一種聚氨酯自清潔涂料，其通過上述方法制備得到。相比于現有技術，本專利技術的積極效果為：本專利技術采用聚氨酯為主體材料，中間結合含氟低表面能物質，有效降低材料的表面能，最后加入疏水的稀土氧化物氧化鑭，使得涂料干燥后的涂層具有充足的粗糙結構，低表面能及表面的粗糙結構使得涂層具有良好的自清潔性，經測試所得涂層與多種基材均有很好的結合作用，且涂層具有較好的耐久性。附圖說明圖1為實施例1制備的聚氨酯自清潔涂料的紅外譜圖；圖2為實施例1制備的聚氨酯自清潔涂料的在基材表面形成涂層后水滴于其上的接觸角圖片。具體實施方式以下結合具體實施例及附圖對本專利技術作進一步的詳細描述，所舉實例只用于解釋本專利技術，并非用于限定本專利技術的范圍。本專利技術以下實施例中使用的方法未經特別說明均為常規(guī)方法，使用的藥品未經特殊說明均為市售產品。實施例1一種聚氨酯自清潔涂料，其制備方法如下：取10.00g聚碳酸酯二醇(PCDL牌號：T5651)于500mL四口瓶中，加熱到120℃并抽真空直到其中沒有氣泡為止，停止抽真空，降溫至80℃，再加入100mL丙酮，攪拌回流10-20分鐘，然后再加入6.97g甲苯二異氰酸酯(TDI)反應2-3小時，之后加入12.00g全氟-1-辛醇，PCDL、TDI與全氟-1-辛醇的物質的量之比為1:4:3，再反應1-1.5小時，加入10.00g氧化鑭粉末，繼續(xù)攪拌20-30分鐘，得混合液即為所述聚氨酯自清潔涂料。從上述聚氨酯自清潔涂料中取樣測定其紅外譜圖，得到的紅外圖譜如圖1所示，從圖1中可知在紅外譜圖中2273cm-1處的異氰酸酯峰消失，以及1405.01、1468.19、1533.29cm-1處的苯環(huán)峰存在，說明甲苯二異氰酸酯完全反應，另外1251.41cm-1、1064.34cm-1處的CF伸縮峰出現，而—OH的伸縮峰很小，表面全氟辛醇和聚碳酸酯二醇幾乎反應完全，1599.82cm-1處的—NHCOO—出現，表明聚氨酯成功合成。按照現有技術中的標準方法將得到的聚氨酯自清潔涂料涂于陶瓷、玻璃或鋼等基材表面，干燥后得涂層，經測試涂層的粘結強度、硬度、耐磨性和抗沖擊性能等均能達到聚氨酯防水涂料國標GB/T19250-2013中的相關要求，且其表面水滴接觸角圖片如圖2所示，其接觸角約為155度，表明涂層表面具有超疏水性，即類似荷葉表面具有自清潔能力。實施例2一種聚氨酯自清潔涂料，其制備方法如下：取10.00g聚碳酸酯二醇(PCDL牌號：T5651)于500mL四口瓶中，加熱到115℃并抽真空直到其中沒有氣泡為止，停止抽真空，降溫至75℃，再加入200mL丙酮，攪拌回流10-20分鐘，然后再加入5.22g甲苯二異氰酸酯(TDI)反應2-3小時，之后加入8.00g全氟-1-辛醇，PCDL、TDI與全氟-1-辛醇的物質的量之比為1:3:2，再反應1-1.5小時，加入10.00g氧化鑭粉末，繼續(xù)攪拌20-30分鐘，得混合液即為所述聚氨酯自清潔涂料。按照現有技術中的標準方法將得到的聚氨酯自清潔涂料涂于陶瓷、玻璃或鋼等基材表面，干燥后得涂層，經測試涂層的粘結強度、硬度、耐磨性和抗沖擊性能等均能達到聚氨酯防水涂料國標GB/T19250-2013中的相關要求，且水滴在該涂層表面的接觸角約為153度，表明涂層表面具有超疏水性，即類似荷葉表面具有自清潔能力。實施例3一種聚氨酯自清潔涂料，其制備方法如下：取10.00g聚碳酸酯二醇(PCDL牌號：T5651)于500mL四口瓶中，加熱到120℃并抽真空直到其中沒有氣泡為止，停止抽真空，降溫至80℃，再加入200mL丙酮，攪拌回流10-20分鐘，然后再加入8.71g甲苯二異氰酸酯(TDI)反應2-3小時，之后加入16.00g全氟-1-辛醇，PCDL、TDI與全氟-1-辛醇的物質的量之比為1:5:4，再反應1-1.5小時，加入10.00g氧化鑭粉末，繼續(xù)攪拌20-30分鐘，得混合液即為所述聚氨酯自清潔涂料。按照現有技術中的標準方法將得到的聚氨酯自清潔涂料涂于陶瓷、玻璃或鋼等基材表面，干燥后得涂層，經測試涂層的粘結強度、硬度、耐磨性和抗沖擊性能等均能達到聚氨酯防水涂料國標GB/T19250-2013中的相關要求，且水滴在該涂層表面的接觸角約為152度，表明涂層表面具有超疏水性，即類似荷葉表面具有自清潔能力。實施例4一種聚氨酯自清潔涂料，其制備方法如下：取5.00g聚碳酸酯二醇(PCDL牌號：T5651)于500mL四口瓶中，加熱到125℃并抽真空直到其中沒有氣泡為止，停止抽真空，降溫至78℃，再加入150mL丙酮，攪拌回流10-20分鐘，然后再加入6.97g甲苯二異氰酸酯(TDI)反應2-3小時，之后加入12.00g全氟-1-辛醇，PCDL、TDI與全氟-1-辛醇的物質的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種聚氨酯自清潔涂料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：將液體聚碳酸酯二醇加入反應器中后加熱至115?125℃并抽真空直至反應器中無氣泡為止，降溫至75?80℃，向反應器中加入有機溶劑，攪拌回流10?20min，然后加入芳香族二異氰酸酯并反應2?3h，之后加入全氟?1?辛醇并反應1?1.5h，再加入氧化鑭粉末，繼續(xù)攪拌20?30min，冷卻至室溫得到的液態(tài)混合物即為所述聚氨酯自清潔涂料，其中聚碳酸酯二醇與有機溶劑的用量比為(5?10)mmol：(100?200)mL，聚碳酸酯二醇、芳香族二異氰酸酯和全氟?1?辛醇的摩爾比為1：(3?5)：(2?4)，聚碳酸酯二醇與氧化鑭粉末的質量比為1：(1?1.2)。

【技術特征摘要】
1.一種聚氨酯自清潔涂料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：將液體聚碳酸酯二醇加入反應器中后加熱至115-125℃并抽真空直至反應器中無氣泡為止，降溫至75-80℃，向反應器中加入有機溶劑，攪拌回流10-20min，然后加入芳香族二異氰酸酯并反應2-3h，之后加入全氟-1-辛醇并反應1-1.5h，再加入氧化鑭粉末，繼續(xù)攪拌20-30min，冷卻至室溫得到的液態(tài)混合物即為所述聚氨酯自清潔涂料，其中聚碳酸酯二醇與有機溶劑的用量比為(5-10)mmol：(100-200)mL，聚碳酸酯二醇、芳香族二異氰酸酯和全氟-1-辛醇的摩爾比為1：(3-5)：(2-4)，聚碳酸酯二醇與氧化鑭粉末的質量比為1：(1-1.2)。2.根據權利要求1所述的一種聚氨酯自清潔涂料的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑為丙酮或苯。3.根據權...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：徐祖順，曾維國，張博曉，張淑來，肖吉利，
申請(專利權)人：湖北大學，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北;42