1.本发明涉及高弹性水性聚氨酯树脂涂料制备技术领域，尤其涉及一种工业用高弹性水性聚氨酯树脂涂料及其制备方法。
背景技术：
2.聚氨酯树脂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，用来制备聚醚型聚氨酯，聚氨酯树脂软胶主要用于户外标牌、商标、首饰、镜面、工艺品等产品表面，也可做产品的灌封，具有极好的软性、粘合性，聚氨酯树脂聚合方法随材料性质而不同。
3.而聚氨酯树脂的弹性能够有效的提高其作为高分子材料时的强度和保护性，同时聚氨酯树脂作为原料制作应用于生产时，自身的环保性能是必不可少的，而为提高聚氨酯树脂涂料的环保性和弹性，为此我们呢提出了一种工业用高弹性水性聚氨酯树脂涂料及其制备方法。
技术实现要素：
4.(一)发明目的
5.为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种工业用高弹性水性聚氨酯树脂涂料及其制备方法，本发明通过对丙烯酸甲酯进行热化反应，祛除丙烯酸甲酯的氧化刺激性，保证聚氨酯树脂涂料成品的环保性，同时通过采用阻燃剂充分提高了聚氨酯树脂涂料的阻燃效果，并且便于储存，使用方便。
6.(二)技术方案
7.本发明提供了一种工业用高弹性水性聚氨酯树脂涂料及其制备方法，包括以下重量份的原料组成：水性聚氨酯树脂13
‑
25份、丙烯酸甲酯8
‑
16份、碳化硅9
‑
16份、阻燃剂4
‑
11份、颜料3
‑
9份、填料12
‑
20份、分散剂6
‑
10份、增稠剂3
‑
8份、异氰酸酯2
‑
11份、多元醇化合物2
‑
10份、扩链剂2
‑
5份、抗氧剂2
‑
10份。
8.上述方案中，包括如下重量份的原料组成：水性聚氨酯树脂15
‑
20份、丙烯酸甲酯10
‑
14份、碳化硅10
‑
16份、阻燃剂8
‑
11份、颜料5
‑
9份、填料15
‑
19 份、分散剂7
‑
9份、增稠剂5
‑
8份、异氰酸酯5
‑
10份、多元醇化合物4
‑
9份、扩链剂3
‑
5份、抗氧剂5
‑
10份。
9.上述方案中，包括如下重量份的原料组成：包括如下重量份的原料组成：水性聚氨酯树脂17份、丙烯酸甲酯10份、碳化硅11份、阻燃剂8份、颜料7 份、填料15份、分散剂7份、增稠剂5份、异氰酸酯6份、多元醇化合物4份、扩链剂5份、抗氧剂5份。
10.上述方案中，所述阻燃剂的具体成分为磷酸酯、亚磷酸酯和机磷盐中的任意一种，且阻燃剂均采用磷系阻燃剂。
11.上述方案中，所述扩链剂的具体采用新戊二醇、山梨醇、1，4一丁二醇(bdo)、 1，6一己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二甘醇和三甘醇中的任意一种。
12.上述方案中，所述填料采用有机矿物质、立德粉、云母粉和轻质碳酸钙中的一种或
两种组合。
13.上述方案中，还包括如下高弹性水性聚氨酯树脂的制备步骤：
14.s1：将水性聚氨酯树脂、异氰酸酯、丙烯酸甲酯和少量的去离子水放入到反应釜中加热进行热化反应，其中在进行热化反应时，去离子水的分量为依次逐步的添加，随后将得到聚氨酯树脂水性溶液；
15.s2：将二氧化硅研磨呈粉末状，并将粉末状的二氧化硅放入到坩埚中，且坩埚中添加多元醇化合物和等量的去离子水，在将坩埚中放置的物质搅拌呈浑浊溶液后，对坩埚进行加热直至坩埚中物质干燥，得到二氧化硅与多元醇化合物的沉淀粉末；
16.s3：将颜料放入反应釜中，随后将温度在30
‑
45℃之间的去离子水放入到反应釜中与颜料充分搅拌，得到颜料水溶液，接着将填料放入到筛选机中进行筛选，并将筛选后的填料进行二次研磨处理，接着将研磨后的填料和去离子水放入到搅拌机中进行搅拌，得到填料悬浊液；
17.s4：将步骤s1中得到的聚氨酯树脂水性溶液和步骤s2中的二氧化硅与多元醇化合物的沉淀粉末放入搅拌机中进行搅拌10
‑
20min，随后将步骤s3中得到的填料悬浊液放入搅拌机中继续搅拌5
‑
10min，随后将阻燃剂、分散剂和抗氧剂依次放入搅拌机中进行搅拌10
‑
25min，得到聚氨酯树脂混合溶液；
18.s5：将步骤s4中得到的聚氨酯树脂混合溶液倒入广口皿中，并将步骤s3 中得到的颜料水溶液通过玻璃引流棒缓缓导入广口皿中与聚氨酯树脂混合溶液进行着色反应，在着色完成后将广口皿中的物质倒入超声搅拌机中，随后将增稠剂倒入超声搅拌机中搅拌45
‑
50min，并超声处理10
‑
15min，在搅拌呈现粘稠状后，得到聚氨酯树脂；
19.s6：将步骤s5中得到的聚氨酯树脂进行低温干燥，直至聚氨酯树脂呈现凝胶状态后，得到高弹性聚氨酯树脂涂料。
20.上述方案中，所述步骤s1中热化反应的温度为70
‑
90℃。
21.与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
22.1、本发明将丙烯酸甲酯进行热化反应，祛除丙烯酸甲酯的氧化刺激性，保证聚氨酯树脂成品的环保性和无害性，同时热化反应也将基本原料的弹性基础释放，提高聚氨酯树脂的弹性。
23.2、本发明通过采用阻燃剂充分提高了聚氨酯树脂的阻燃效果，并且通过填料和碳化硅的材质特性增强聚氨酯树脂的整体韧性和强度，同时本发明提出的聚氨酯树脂便于储存，使用方便，同时色泽优美。
24.综上所述，本发明通过对丙烯酸甲酯进行热化反应，祛除丙烯酸甲酯的氧化刺激性，保证聚氨酯树脂涂料成品的环保性，同时通过采用阻燃剂充分提高了聚氨酯树脂的阻燃效果，并且便于储存，使用方便。
具体实施方式
25.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
26.实施例1
27.本发明提出的一种工业用高弹性水性聚氨酯树脂涂料及其制备方法，按重量计，有如下的原料组成：水性聚氨酯树脂15份、丙烯酸甲酯10份、碳化硅 12份、阻燃剂8份、颜料7份、填料13份、分散剂10份、增稠剂6份、异氰酸酯7份、多元醇化合物3份、扩链剂5份、抗氧剂4份。
28.其中阻燃剂采用亚磷酸酯，扩链剂采用三羟甲基丙烷，填料采用云母粉；
29.以上所述高弹性水性聚氨酯树脂涂料的制备工艺，包括如下的制备流程：
30.将水性聚氨酯树脂15份、异氰酸酯7份、丙烯酸甲酯10份和少量的去离子水放入到反应釜中加热进行热化反应，其中在进行热化反应时，去离子水的分量为依次逐步的添加，随后将得到聚氨酯树脂水性溶液，将二氧化硅12份研磨呈粉末状，并将粉末状的二氧化硅放入到坩埚中，且坩埚中添加多元醇化合物3份和等量的去离子水，在将坩埚中放置的物质搅拌呈浑浊溶液后，对坩埚进行加热直至坩埚中物质干燥，得到二氧化硅与多元醇化合物的沉淀粉末；
31.将颜料7份放入反应釜中，随后将温度在30
‑
45℃之间的去离子水放入到反应釜中与颜料充分搅拌，得到颜料水溶液，接着将填料13份放入到筛选机中进行筛选，并将筛选后的填料进行二次研磨处理，接着将研磨后的填料和去离子水放入到搅拌机中进行搅拌，得到填料悬浊液；
32.将聚氨酯树脂水性溶液和二氧化硅与多元醇化合物的沉淀粉末放入搅拌机中进行搅拌10
‑
20min，随后将填料悬浊液放入搅拌机中继续搅拌5
‑
10min，随后将阻燃剂8份、分散剂10份和抗氧剂4份依次放入搅拌机中进行搅拌 10
‑
25min，得到聚氨酯树脂混合溶液；
33.将聚氨酯树脂混合溶液倒入广口皿中，并将颜料水溶液通过玻璃引流棒缓缓导入广口皿中与聚氨酯树脂混合溶液进行着色反应，在着色完成后将广口皿中的物质倒入超声搅拌机中，随后将增稠剂6份倒入超声搅拌机中搅拌 45
‑
50min，并超声处理10
‑
15min，在搅拌呈现粘稠状后，得到聚氨酯树脂，得到的聚氨酯树脂进行低温干燥，直至聚氨酯树脂呈现凝胶状态后，得到高弹性聚氨酯树脂涂料试件1。
34.实施例2
35.本发明提出的一种工业用高弹性水性聚氨酯树脂涂料及其制备方法，按重量计，有如下的原料组成：水性聚氨酯树脂15份、丙烯酸甲酯10份、碳化硅 10份、阻燃剂10份、颜料5份、填料15份、分散剂7份、增稠剂6份、异氰酸酯10份、多元醇化合物3份、扩链剂3份、抗氧剂6份。
36.其中阻燃剂采用亚磷酸酯，扩链剂采用三羟甲基丙烷，填料采用云母粉；
37.以上所述高弹性水性聚氨酯树脂涂料的制备工艺，包括如下的制备流程：
38.将水性聚氨酯树脂15份、异氰酸酯10份、丙烯酸甲酯10份和少量的去离子水放入到反应釜中加热进行热化反应，其中在进行热化反应时，去离子水的分量为依次逐步的添加，随后将得到聚氨酯树脂水性溶液，将二氧化硅10份研磨呈粉末状，并将粉末状的二氧化硅放入到坩埚中，且坩埚中添加多元醇化合物3份和等量的去离子水，在将坩埚中放置的物质搅拌呈浑浊溶液后，对坩埚进行加热直至坩埚中物质干燥，得到二氧化硅与多元醇化合物的沉淀粉末；
39.将颜料5份放入反应釜中，随后将温度在30
‑
45℃之间的去离子水放入到反应釜中与颜料充分搅拌，得到颜料水溶液，接着将填料15份放入到筛选机中进行筛选，并将筛选后
的填料进行二次研磨处理，接着将研磨后的填料和去离子水放入到搅拌机中进行搅拌，得到填料悬浊液；
40.将聚氨酯树脂水性溶液和二氧化硅与多元醇化合物的沉淀粉末放入搅拌机中进行搅拌10
‑
20min，随后将填料悬浊液放入搅拌机中继续搅拌5
‑
10min，随后将阻燃剂10份、分散剂7份和抗氧剂6份依次放入搅拌机中进行搅拌 10
‑
25min，得到聚氨酯树脂混合溶液；
41.将聚氨酯树脂混合溶液倒入广口皿中，并将颜料水溶液通过玻璃引流棒缓缓导入广口皿中与聚氨酯树脂混合溶液进行着色反应，在着色完成后将广口皿中的物质倒入超声搅拌机中，随后将增稠剂6份倒入超声搅拌机中搅拌 45
‑
50min，并超声处理10
‑
15min，在搅拌呈现粘稠状后，得到聚氨酯树脂，得到的聚氨酯树脂进行低温干燥，直至聚氨酯树脂呈现凝胶状态后，得到高弹性聚氨酯树脂涂料试件2。
42.实施例3
43.本发明提出的一种工业用高弹性水性聚氨酯树脂涂料及其制备方法，按重量计，有如下的原料组成：水性聚氨酯树脂17份、丙烯酸甲酯10份、碳化硅 11份、阻燃剂8份、颜料7份、填料15份、分散剂7份、增稠剂5份、异氰酸酯6份、多元醇化合物4份、扩链剂5份、抗氧剂5份。
44.其中阻燃剂采用亚磷酸酯，扩链剂采用三羟甲基丙烷，填料采用云母粉；
45.以上所述高弹性水性聚氨酯树脂涂料的制备工艺，包括如下的制备流程：
46.将水性聚氨酯树脂17份、异氰酸酯6份、丙烯酸甲酯10份和少量的去离子水放入到反应釜中加热进行热化反应，其中在进行热化反应时，去离子水的分量为依次逐步的添加，随后将得到聚氨酯树脂水性溶液，将二氧化硅11份研磨呈粉末状，并将粉末状的二氧化硅放入到坩埚中，且坩埚中添加多元醇化合物4份和等量的去离子水，在将坩埚中放置的物质搅拌呈浑浊溶液后，对坩埚进行加热直至坩埚中物质干燥，得到二氧化硅与多元醇化合物的沉淀粉末；
47.将颜料7份放入反应釜中，随后将温度在30
‑
45℃之间的去离子水放入到反应釜中与颜料充分搅拌，得到颜料水溶液，接着将填料15份放入到筛选机中进行筛选，并将筛选后的填料进行二次研磨处理，接着将研磨后的填料和去离子水放入到搅拌机中进行搅拌，得到填料悬浊液；
48.将聚氨酯树脂水性溶液和二氧化硅与多元醇化合物的沉淀粉末放入搅拌机中进行搅拌10
‑
20min，随后将填料悬浊液放入搅拌机中继续搅拌5
‑
10min，随后将阻燃剂8份、分散剂7份和抗氧剂5份依次放入搅拌机中进行搅拌 10
‑
25min，得到聚氨酯树脂混合溶液；
49.将聚氨酯树脂混合溶液倒入广口皿中，并将颜料水溶液通过玻璃引流棒缓缓导入广口皿中与聚氨酯树脂混合溶液进行着色反应，在着色完成后将广口皿中的物质倒入超声搅拌机中，随后将增稠剂5份倒入超声搅拌机中搅拌 45
‑
50min，并超声处理10
‑
15min，在搅拌呈现粘稠状后，得到聚氨酯树脂，得到的聚氨酯树脂进行低温干燥，直至聚氨酯树脂呈现凝胶状态后，得到高弹性聚氨酯树脂涂料试件3。
50.实施例4
51.本发明提出的一种工业用高弹性水性聚氨酯树脂涂料及其制备方法，按重量计，有如下的原料组成：水性聚氨酯树脂17份、丙烯酸甲酯10份、碳化硅 11份、阻燃剂8份、颜料7份、填料15份、分散剂7份、增稠剂5份、异氰酸酯6份、多元醇化合物4份、扩链剂5份、抗氧剂
5份。
52.其中阻燃剂采用亚磷酸酯，扩链剂采用三羟甲基丙烷，填料采用云母粉；
53.以上所述高弹性水性聚氨酯树脂涂料的制备工艺，包括如下的制备流程：
54.将水性聚氨酯树脂17份、异氰酸酯6份、丙烯酸甲酯10份和少量的去离子水放入到反应釜中加热进行热化反应，其中在进行热化反应时，去离子水的分量为依次逐步的添加，随后将得到聚氨酯树脂水性溶液，将二氧化硅11份、多元醇化合物4份和等量的去离子水，放入坩埚中搅拌，得到二氧化硅与多元醇化合物的混合溶液；
55.将颜料7份放入反应釜中，随后将温度在30
‑
45℃之间的去离子水放入到反应釜中与颜料充分搅拌，得到颜料水溶液，接着将填料15份放入到搅拌机中进行搅拌，得到填料悬浊液；
56.将聚氨酯树脂水性溶液和二氧化硅与多元醇化合物的沉淀粉末放入搅拌机中进行搅拌10
‑
20min，随后将填料悬浊液放入搅拌机中继续搅拌5
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10min，随后将阻燃剂8份、分散剂7份和抗氧剂5份依次放入搅拌机中进行搅拌 10
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25min，得到聚氨酯树脂混合溶液；
57.将聚氨酯树脂混合溶液倒入广口皿中，并将颜料水溶液通过玻璃引流棒缓缓导入广口皿中与聚氨酯树脂混合溶液进行着色反应，在着色完成后将广口皿中的物质倒入超声搅拌机中，随后将增稠剂5份倒入超声搅拌机中搅拌 45
‑
50min，并超声处理10
‑
15min，在搅拌呈现粘稠状后，得到聚氨酯树脂，得到的聚氨酯树脂进行低温干燥，直至聚氨酯树脂呈现凝胶状态后，得到高弹性聚氨酯树脂涂料试件4。
58.试验例
59.将以上所述实施例中分别得到的环保弹性树脂涂料试件进行韧性和弹性的检测，其中对韧性的检测实验步骤如下所示：将各实施例中得到的弹性树脂试件分别加温并加水调匀，形成涂料，随后将各组涂料相对应的进行分组，并同时进行耐弯曲强度检测、韧性、耐磨性以及有害物质排放量的检测。(见表1)。
60.表1
[0061][0062]
通过以上所述的表格中能够看出，经实施例1、2和3得到的高弹性水性聚氨酯树脂涂料所能够承受的轴棒直径相较于实施例4中得到的涂料轴棒直径要小，而轴棒直径越小涂料所要承受的弯曲面弧度越大，进而柔韧性越强，能够得出实施例1、2和3得到的高弹性水性聚氨酯树脂涂料具有较强的弹性，同时在甲醛释放的量上来说，试件1、2和3的甲醛释
放量要少于试件4中的甲醛释放量，但均在合格排放范围内，进而得出本发明中的高弹性水性聚氨酯树脂涂料具备高弹性、高韧性和耐磨的特性。
[0063]
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改。