CN108003774B - 一种纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆及其制备方法 - Google Patents

一种纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆及其制备方法，产品的组分，按重量份计，包括MDI、聚醚多元醇、聚酯多元醇、预制添加剂，其中预制添加剂包括磷酸、硅烷偶联剂、新戊二醇、聚丁烯、纳米白炭黑和纳米二氧化钛，具体制备方法为：将检查好的反应釜升温后，在氮气氛围下，加入液态MDI搅拌，加入聚醚多元醇，继续搅拌得到聚氨酯预聚体；然后加入部分聚酯多元醇搅拌，再加入预制添加剂，抽真空至绝压20mbar，升温搅拌，最后加入剩余聚酯多元醇，真空状态下，继续搅拌，出料，得到纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆。本发明制备的聚氨酯水性木器漆中纳米材料作为聚氨酯骨架结构和晶态结构，可综合提高木器漆的耐老化、耐水解和耐磨性能。

Description

一种纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆及其制备方法
技术领域
本发明属于聚氨酯水性木器漆材料技术领域，具体涉及一种纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆及其制备方法。
背景技术
随着人们环保意识的增强，特别是各国环保法规对涂料体系中挥发性有机化合物(VOC)含量的严格控制，木器涂料行业逐渐由高能耗、高污染的传统溶剂型涂料向环境友好、资源节约型的水性涂料转变，促进了以水性涂料为代表的低污染型涂料的发展。聚氨酯涂料具有优异的耐磨、耐化学品性和韧性，水性聚氨酯具有VOC含量低、污染小、成本低、分子结构可裁剪性，可用水稀释，易于清理等优点，其漆膜具有强度高、耐磨损和韧性好等特点，逐渐获得广泛的认可和应用。但由于水性聚氨酯链段上含有亲水基团，而且漆膜的交联密度低，导致漆膜硬度低，丰满度差、耐化学品等性能不足，限制了其作为水性木器漆的使用，需要对其进行交联改性、环氧改性、丙烯酸改性、复合改性及纳米材料改性等。
纳米材料的特殊性质可以让水性聚氨酯涂料拥有屏蔽辐射、导电、隔热、耐磨等性能，制备出高性能的水性聚氨酯膜，常用的纳米材料改性剂有氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锌、碳酸钙、蒙脱土等。中国专利CN 100503753C公开的一种纳米抗菌水性木器漆及其制备方法，将水性聚氨酯树脂乳液、水性丙烯酸改性聚氨酯树脂乳液和纳米水性丙烯酸树脂乳液的混合物为主要成膜物质，与负载纳米银、纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米二氧化钛和纳米二氧化硅的有机膨胀土预制溶胶制备的纳米复合无机抗菌剂混合，并辅助纳米防沉增稠剂、纳米耐沾污剂、纳米抗老化剂、纳米双疏剂、纳米耐磨硬化剂、润湿分散剂、消泡剂和流平剂混合成料浆，经研磨过滤分装，制备得到纳米抗菌水性木器漆，该水性木器漆将三种树脂乳液不同比例混合作为成膜物质，不仅降低了成本，而且保证木器漆具有低VOC值、抗黏连、耐划伤、耐污染、耐黄变和封闭性好的特点，且含有的多种无机纳米成分，赋予水性木器漆广谱抗菌和抗菌持久的优点，选用的多种纳米多功能助剂都为零VOC和无机类产品，在赋予水性木器漆功能性的同时，保证产品的绿色环保性能，但是产品在制备过程需要添加溶剂，产品的固含量低，使用效果有限。中国专利CN 105482587B公开的一种环境友好型水性纳米结构木器漆及其制备方法，该木器漆包括自交联丙烯酸纳米乳液、水性聚氨酯树脂乳液、银离子溶液、纳米二氧化钛浆料、成膜助剂、乳化剂、交联剂、分散剂、消泡剂、其他助剂和去离子水，该方法制备的木器漆的成膜剂为丙烯酸纳米乳液和桐油改性聚氨酯树脂乳液，并添加纳米功能材料纳米二氧化钛浆料和银离子溶液，使制备的木器漆具有稳定性好、硬度大、耐玷污性能好，无毒无害无刺激性气味的优点。由上述现有技术可知，纳米改性含聚氨酯的木器漆可以赋予木器漆阻燃抗菌增强等多种功能，但是目前基于纳米改性的无溶剂型聚氨酯单组份木器漆方面的研究并不多见，且现有技术多是将二氧化硅等纳米材料与成品树脂乳液简单物理混合以提高性能，纳米材料难以渗透入分子量的树脂大分子中，容易造成纳米材料的集聚，直接影响产品的性能和稳定性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆及其制备方法，将预制的纳米添加剂在聚氨酯水性木器漆的制备过程中加入，既提高了纳米添加剂在聚氨酯水性木器漆中的分散性，且纳米添加剂可以作为骨料和晶态结构，促使聚氨酯大分子在纳米添加剂周围形成规整的定向结构，有利于提高聚氨酯水性木器漆的成膜性和力学性能，并赋予聚氨酯水性木器漆抗紫外耐老化、耐水解和耐磨性能，综合性能优异。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆，其特征在于，所述纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆的组分，按重量份计，包括MDI 35-40份，预制聚醚多元醇10-15份、聚酯多元醇45-50份、预制添加剂1-5份，总量为100份，所述预制添加剂的组分，按重量百分比计，包括0.001％的磷酸、17％的硅烷偶联剂、5.6％聚丁烯、0.4％纳米白炭黑、4％纳米二氧化钛，余量为新戊二醇。
本发明还提供一种纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)检查反应釜气密性、搅拌桨和釜壁洁净度，确保釜内干净无水汽和水滴，保阀门关闭，投料口打开，过滤器安装正确，待用；
(2)将步骤(1)检查好的反应釜的温度调节至65℃，在氮气氛围下，加入预热至40℃的液态MDI，在60-100r/min下搅拌10-15min，加入预制聚醚多元醇，以45-60r/min的速率继续搅拌10-15min，得到聚氨酯预聚体；
(3)按重量百分比计，将0.001％磷酸、17％的硅烷偶联剂、5.6％聚丁烯、0.4％纳米白炭黑和4％纳米二氧化钛加入新戊二醇中，总量为100％，混合均匀，得到预制添加剂，待用；
(4)将步骤(2)制备的聚氨酯预聚体中先加入部分聚酯多元醇，以45-60r/min的速率继续搅拌10-15min，然后加入步骤(3)制备的的预制添加剂，抽真空至绝压20mbar，升温至80-85℃，以45-60r/min的速率继续搅拌50-60min，最后加入剩余聚酯多元醇，真空状态下，以50-80r/min的速率继续搅拌1-2h，出料，检测NCO值至5.5-6.5％，得到纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，MDI为4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或其混合物。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，MDI被TDI，IPDI，改性MDI，HDI，XDI，PAPI代替。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，预制聚醚多元醇的分子量为2600-3000。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，磷酸为100-300PPM的分析纯。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，待用的时效低于20min。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(4)中，部分聚酯多元醇与剩余聚酯多元醇的质量比为1:2.5-3。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(4)中，纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆的组分，按重量份计，包括MDI 35-40份，预制聚醚多元醇10-15份、聚酯多元醇45-50份、预制添加剂1-5份，总量为100份，所述预制聚醚多元醇由己二酸，对苯二甲酸和间苯二甲酸与二甘醇和乙二醇混合反应制得。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(4)中，纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆的组分，按重量份计，包括MDI 39份，预制聚醚多元醇10份、聚酯多元醇48份、预制添加剂3份，总量为100份。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明制备的纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆中包含MDI、预制聚醚多元醇、聚酯多元醇和预制添加剂，其中，预制聚醚多元醇由己二酸，对苯二甲酸和间苯二甲酸与二甘醇和乙二醇混合反应制得，将预制聚醚多元醇与聚酯多元醇混合合成聚氨酯水性木器漆，赋予聚氨酯水性木器漆优良的耐水解性能、耐低温性能、耐油性能，综合性能好。
(2)本发明制备的纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆中包含MDI、预制聚醚多元醇、聚酯多元醇和预制添加剂，其中预制添加剂包括磷酸、硅烷偶联剂、新戊二醇、聚丁烯、纳米白炭黑和纳米二氧化钛，磷酸可以防止MDI过快的聚合，起到阻聚作用，硅烷偶联剂同时具有极性和非极性部分，将聚氨酯链端的-NCO基团转化为可水解的烷氧基团，因此在聚氨酯水性木器漆在利用空气中微量水分作为交联促进剂固化时，不会产生二氧化碳，因此不会造成漆面有气泡，影响涂层的机械性能和外观美观性，新戊二醇作为增塑剂，此外通过加入纳米二氧化钛和纳米二氧化硅(纳米白炭黑)作为纳米改性剂，纳米二氧化钛的活性高，容易团聚，将纳米二氧化硅与纳米二氧化钛协同使用，纳米二氧化硅会沉积在纳米二氧化钛的表面，降低纳米二氧化钛的活性，且纳米二氧化硅和纳米二氧化钛在硅烷偶联剂的作用下，提高了与MDI与聚氨酯的相容性能，促使纳米二氧化硅和纳米二氧化钛表面更多的羟基与MDI和聚氨酯中的基团发生键合作用，在聚氨酯水性木器漆中形成三维网络结构，提高固化后聚氨酯水性木器漆的致密性、热稳定性、抗紫外光、耐老化、耐水解和耐磨性能，且纳米材料在聚氨酯的制备过程中加入，与传统的简单混合相比，本发明先促使少量的聚氨酯合成，然后添加入纳米材料，降低了纳米材料在聚氨酯中的分散难度和团聚的可能性，使纳米材料分散更加均匀，且在之后聚氨酯的合成过程中，作为骨架和晶态结构促使聚氨酯分子在纳米材料表面定向排列，进一步提高聚氨酯水性漆木器的机械性能。
(3)本发明制备的纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆中不含有溶剂，简化了运输、销售、储存和使用过程，且施工过程中没有任何溶剂挥发，对环境和施工人员无毒无害，制备和使用过程也十分简便，可操控性强，产品的性能优异，功能多，属于高品质聚氨酯水性木器漆，适合于大规模工业生产，经济效益好。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
(1)将4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯混合，并预热至40℃液态保存。
(2)按重量百分比计，将0.001％磷酸、17％的硅烷偶联剂、72.999％新戊二醇、5.6％聚丁烯、0.4％纳米白炭黑(150)和4％改性纳米二氧化钛混合均匀，总量为100％，得到预制添加剂，待用，确保20分钟内投加。
(3)检查反应釜气密性以及搅拌桨，釜壁洁净度，确保釜内干净无水气，水滴。确保阀门关闭，投料口打开，过滤器安装正确。
(4)将反应釜的温度调节至65℃，在氮气氛围下，加入预热至40℃的液态MDI，在60r/min下搅拌10min，加入聚醚多元醇，以45r/min的速率继续搅拌10min，得到聚氨酯预聚体，将聚氨酯预聚体中先加入部分聚酯多元醇PE1000，以45r/min的速率继续搅拌10min，然后加入的预制添加剂，抽真空至绝压20mbar，升温至80℃，以45r/min的速率继续搅拌50min，最后加入剩余聚酯多元醇PE1000，真空状态下，以50r/min的速率继续搅拌1h，出料，检测NCO值至5.5％，得到纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆。
实施例2：
(1)将4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯混合，并预热至40℃液态保存。
(2)按重量百分比计，将0.001％磷酸、17％的硅烷偶联剂、72.999％新戊二醇、5.6％聚丁烯、0.4％纳米白炭黑(150)和4％改性纳米二氧化钛混合均匀，总量为100％，得到预制添加剂，待用，确保20分钟内投加。
(3)检查反应釜气密性以及搅拌桨，釜壁洁净度，确保釜内干净无水汽，水滴。确保阀门关闭，投料口打开，过滤器安装正确。
(4)将反应釜的温度调节至65℃，在氮气氛围下，加入预热至40℃的液态MDI，在100r/min下搅拌15min，加入聚醚多元醇，以60r/min的速率继续搅拌15min，得到聚氨酯预聚体，将聚氨酯预聚体中先加入部分聚酯多元醇PE1000，以60r/min的速率继续搅拌15min，然后加入的预制添加剂，抽真空至绝压20mbar，升温至85℃，以60r/min的速率继续搅拌60min，最后加入剩余聚酯多元醇PE1000，真空状态下，以80r/min的速率继续搅拌2h，出料，检测NCO值至6.5％，得到纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆。
实施例3：
(1)将4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯混合，并预热至40℃液态保存。
(2)按重量百分比计，将0.001％磷酸、17％的硅烷偶联剂、72.999％新戊二醇、5.6％聚丁烯、0.4％纳米白炭黑(150)和4％改性纳米二氧化钛混合均匀，总量为100％，得到预制添加剂，待用，确保20分钟内投加。
(3)检查反应釜气密性以及搅拌桨，釜壁洁净度，确保釜内干净无水汽，水滴。确保阀门关闭，投料口打开，过滤器安装正确。
(4)将反应釜的温度调节至65℃，在氮气氛围下，加入预热至40℃的液态MDI，在80r/min下搅拌13min，加入聚醚多元醇，以50r/min的速率继续搅拌13min，得到聚氨酯预聚体，将聚氨酯预聚体中先加入部分聚酯多元醇PE1000，以55r/min的速率继续搅拌12min，然后加入的预制添加剂，抽真空至绝压20mbar，升温至83℃，以50r/min的速率继续搅拌55min，最后加入剩余聚酯多元醇PE1000，真空状态下，以60r/min的速率继续搅拌1.5h，出料，检测NCO值至6％，得到纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆。
实施例4：
(1)将4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯混合，并预热至40℃液态保存。
(2)将纳米钛白粉与分子量为17，000的东洋纺673非晶型饱和聚酯树脂1：1捏合分散，气相白炭黑随后加入共同捏合30分钟，将捏合料加入0.001％磷酸、17％的硅烷偶联剂、72.999％新戊二醇、5.6％聚丁烯中升温90℃高速分散溶解搅拌1h后降温45℃存放得到预制添加剂，待用，确保20min内投加。
(3)检查反应釜气密性以及搅拌桨，釜壁洁净度，确保釜内干净无水汽，水滴。确保阀门关闭，投料口打开，过滤器安装正确。
(4)将反应釜的温度调节至65℃，在氮气氛围下，加入预热至40℃的液态MDI，在70r/min下搅拌13min，加入聚醚多元醇，以50r/min的速率继续搅拌13min，得到聚氨酯预聚体，将聚氨酯预聚体中先加入部分聚酯多元醇PE1000，以45-60r/min的速率继续搅拌10min，然后加入的预制添加剂，抽真空至绝压20mbar，升温至80℃，以60r/min的速率继续搅拌50min，最后加入剩余聚酯多元醇PE1000，真空状态下，以80r/min的速率继续搅拌1h，出料，检测NCO值至5.9％，得到纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆。
实施例5：
(1)将4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯混合，并预热至40℃液态保存。
(2)将纳米钛白粉，气相二氧化硅与聚醚多元醇(2600分子量)，硅烷偶联剂共同预混，在2500r/min的速率和45℃的温度下高速分散，制得预制添加剂，待用，确保20分钟内投加。
(3)检查反应釜气密性以及搅拌桨，釜壁洁净度，确保釜内干净无水汽，水滴。确保阀门关闭，投料口打开，过滤器安装正确。
(4)将反应釜的温度调节至65℃，在氮气氛围下，加入预热至40℃的液态MDI，在100r/min下搅拌15min，加入聚醚多元醇，以60r/min的速率继续搅拌15min，得到聚氨酯预聚体，将聚氨酯预聚体中先加入部分聚酯多元醇PE1000，以45r/min的速率继续搅拌10min，然后加入的预制添加剂，抽真空至绝压20mbar，升温至80℃，以45r/min的速率继续搅拌50min，最后加入剩余聚酯多元醇PE1000，真空状态下，以50r/min的速率继续搅拌1h，出料，检测NCO值至5.5％，得到纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆。
实施例6：
(1)将MDI2460(Bayer)预热至40℃液态保存。
(2)将纳米钛白粉，气相二氧化硅与聚醚多元醇(2600分子量)，硅烷偶联剂共同预混，在2500r/min的速率和45℃的温度下高速分散，制得预制添加剂，待用，确保20分钟内投加。
(3)检查反应釜气密性以及搅拌桨，釜壁洁净度，确保釜内干净无水汽，水滴。确保阀门关闭，投料口打开，过滤器安装正确。
(4)将反应釜的温度调节至65℃，在氮气氛围下，加入预热至40℃的液态MDI，在90r/min下搅拌14min，加入聚醚多元醇，以50r/min的速率继续搅拌13min，得到聚氨酯预聚体，将聚氨酯预聚体中先加入部分聚酯多元醇PE1000，以50r/min的速率继续搅拌10min，然后加入的预制添加剂，抽真空至绝压20mbar，升温至85℃，以45r/min的速率继续搅拌60min，最后加入剩余聚酯多元醇PE1000，真空状态下，以50r/min的速率继续搅拌2h，出料，检测NCO值至5.5％，得到纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆。
实施例7：
(1)将4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯混合，并预热至40℃液态保存。
(2)将纳米钛白粉，气相二氧化硅与聚酯多元醇(2600分子量)，硅烷偶联剂共同预混，在2500r/min的速率和45℃的温度下高速分散，制得预制添加剂，待用，确保20分钟内投加。
(3)检查反应釜气密性以及搅拌桨，釜壁洁净度，确保釜内干净无水汽，水滴。确保阀门关闭，投料口打开，过滤器安装正确。
(4)将反应釜的温度调节至65℃，在氮气氛围下，加入预热至40℃的液态MDI，在90r/min下搅拌14min，加入聚醚多元醇，以55r/min的速率继续搅拌14min，得到聚氨酯预聚体，将聚氨酯预聚体中先加入部分聚酯多元醇PE1000，以45r/min的速率继续搅拌15min，然后加入的预制添加剂，抽真空至绝压20mbar，升温至80℃，以60r/min的速率继续搅拌50min，最后加入剩余聚酯多元醇PE1000，真空状态下，以80r/min的速率继续搅拌1h，出料，检测NCO值至6.5％，得到纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆。
实施例8：
(1)将4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯混合，并预热至40℃液态保存。
(2)将纳米钛白粉，气相二氧化硅与聚酯多元醇(2600分子量)，硅烷偶联剂共同预混，在2500r/min的速率和45℃的温度下高速分散，制得预制添加剂，待用，确保20分钟内投加。
(3)检查反应釜气密性以及搅拌桨，釜壁洁净度，确保釜内干净无水汽，水滴。确保阀门关闭，投料口打开，过滤器安装正确。
(4)将反应釜的温度调节至65℃，在氮气氛围下，加入预热至40℃的液态MDI，在90r/min下搅拌13min，加入聚醚多元醇，以50r/min的速率继续搅拌14min，得到聚氨酯预聚体，将聚氨酯预聚体中先加入部分聚酯多元醇PPG2000，以60r/min的速率继续搅拌15min，然后加入的预制添加剂，抽真空至绝压20mbar，升温至85℃，以60r/min的速率继续搅拌50min，最后加入剩余聚酯多元醇PPG2000，真空状态下，以50r/min的速率继续搅拌2h，出料，检测NCO值至6.25％，得到纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆。
对比例1：
(1)将4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯混合，并预热至40℃液态保存。
(2)按重量百分比计，将0.001％磷酸、17％的硅烷偶联剂、72.999％新戊二醇、5.6％聚丁烯、0.4％纳米白炭黑(150)和4％改性纳米二氧化钛混合均匀，总量为100％，得到预制添加剂，待用，确保20分钟内投加。
(3)检查反应釜气密性以及搅拌桨，釜壁洁净度，确保釜内干净无水气，水滴。确保阀门关闭，投料口打开，过滤器安装正确。
(4)将反应釜的温度调节至65℃，在氮气氛围下，加入预热至40℃的液态MDI，在60r/min下搅拌10min，加入聚醚多元醇，以45r/min的速率继续搅拌60min，得到聚氨酯预聚体，将聚氨酯预聚体中先加入聚酯多元醇PE1000，以45r/min的速率继续搅拌10min，然后加入的预制添加剂，以50r/min的速率继续搅拌1h，出料，检测NCO值至5.5％，得到纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆。
经检测，实施例1-6以及对比例制备的纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆的表面自由能、硬度、耐磨性、附着力等级和稳定性的结果如下所示：
由上表可见，本发明制备的纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆比对比例制备的聚氨酯水性木器漆的机械性能和稳定性能显著提高，且通过减少其他助剂也可以取得较好的效果。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆，其特征在于，所述纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆的组分，按重量份计，包括MDI 35-40份，预制聚醚多元醇10-15份、聚酯多元醇45-50份、预制添加剂1-5份，总量为100份，所述预制添加剂的组分，按重量百分比计，包括0.001%的磷酸、17%的硅烷偶联剂、5.6%聚丁烯、0.4%纳米白炭黑、4%纳米二氧化钛，余量为新戊二醇；
所述纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆的制备方法，包括以下步骤：
（1）检查反应釜气密性、搅拌桨和釜壁洁净度，确保釜内干净无水汽和水滴，确保阀门关闭，投料口打开，过滤器安装正确，待用；
（2）将步骤（1）检查好的反应釜的温度调节至65℃，在氮气氛围下，加入预热至40℃的液态MDI，在60-100r/min下搅拌10-15min，加入预制聚醚多元醇，以45-60r/min的速率继续搅拌10-15min，得到聚氨酯预聚体；
（3）按重量百分比计，将0.001%磷酸、17%的硅烷偶联剂、5.6%聚丁烯、0.4%纳米白炭黑和4%纳米二氧化钛加入新戊二醇中，总量为100%，混合均匀，得到预制添加剂，待用；
（4）将步骤（2）制备的聚氨酯预聚体中先加入部分聚酯多元醇，以45-60r/min的速率继续搅拌10-15min，然后加入步骤（3）制备的预制添加剂，抽真空至绝压20mbar，升温至80-85℃，以45-60r/min的速率继续搅拌50-60min，最后加入剩余聚酯多元醇，真空状态下，以50-80r/min的速率继续搅拌1-2h，出料，得到纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆。
2.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆，其特征在于：所述步骤（2）中，MDI为4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或其混合物。
3.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆，其特征在于：所述步骤（2）中，MDI被TDI，IPDI，改性MDI，HDI，XDI，PAPI代替。
4.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆，其特征在于：所述步骤（2）中，预制聚醚多元醇的分子量为2600-3000。
5.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆，其特征在于：所述步骤（3）中，磷酸为100-300ppm的分析纯。
6.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆，其特征在于：所述步骤（3）中，待用的时效低于20min。
7.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆，其特征在于：所述步骤（4）中，部分聚酯多元醇与剩余聚酯多元醇的质量比为1:2.5-3。
8.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆，其特征在于：所述步骤（4）中，纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆的组分，按重量份计，包括MDI 35-40份，预制聚醚多元醇10-15份、聚酯多元醇45-50份、预制添加剂1-5份，总量为100份，所述预制聚醚多元醇由己二酸，对苯二甲酸和间苯二甲酸与二甘醇和乙二醇混合反应制得。
9.根据权利要求8所述的一种纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆，其特征在于：所述步骤（4）中，纳米材料改性的无溶剂聚氨酯木器漆的组分，按重量份计，包括MDI 39份，预制聚醚多元醇10份、聚酯多元醇48份、预制添加剂3份，总量为100份。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112375473A (zh) * 2020-10-23 2021-02-19 上海嘉宝莉涂料有限公司 一种环保抗菌水性漆的组合物
CN112663590B (zh) * 2020-12-22 2021-11-23 合肥工业大学 一种柔性钙基材料改性包边修复膨胀土边坡的方法
CN113775062A (zh) * 2021-09-28 2021-12-10 中铁五局集团第一工程有限责任公司 一种在房建工程中的化学植筋方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4102341A1 (de) * 1991-01-26 1992-07-30 Bayer Ag Ether- und estergruppen aufweisende isocyanat-praepolymere, ein verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung
AU2542792A (en) * 1991-09-04 1993-04-05 Dap, Inc. One hundred percent solids acrylic adhesives
US5508340A (en) * 1993-03-10 1996-04-16 R. E. Hart Labs, Inc. Water-based, solvent-free or low voc, two-component polyurethane coatings
JPH0978028A (ja) * 1995-09-14 1997-03-25 Yokohama Rubber Co Ltd:The 無溶剤型プライマー組成物
CN101597458B (zh) * 2008-06-03 2012-11-07 上海巨安科技有限公司 一种无溶剂单组分聚氨酯粘合剂及其制备方法

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