一种高固体分双组分聚氨酯涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高固体分双组分聚氨酯涂料及其制备方法，其原料配方组成由A组分和B组分组成；其中，B组分为异氰酸酯固化剂；A组分与B组分质量比为1∶0.6～1.5，以重量百分比计，A组分组成为：醛树脂25～45％、活性树脂20～42％、活性稀释剂24～38％、消泡剂0.1～0.5％和流平剂0.5～1.5％；本发明专利技术聚氨酯涂料可有效缩短干燥时间，提高漆膜硬度。本发明专利技术的涂料制备工艺简单，固含量可高达85％以上，VOC低于150g/L；涂膜具有优异的物理机械性能和耐化学品性能，可用于木质家具、玩具和工艺品的涂装，还可用于车辆、桥梁、船舶等金属的防护与保护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种双组分聚氨酯涂料，特别是涉及；属于高固体分涂料领域。
技术介绍
进入20世纪90年代以后，保护环境和节约能源成了人们关注的热点，世界各国也纷纷出台相应的法规，严格限制挥发性有机化合物(VOC)的排放量，使得发展无毒、低污染的水性涂料、高固体分涂料、无溶剂涂料(辐射固化涂料、粉末涂料和液体无溶剂涂料等)以代替高污染的溶剂性涂料已成共识。双组分的聚氨酯涂料具有优异的耐磨性、附着力、耐化学品性和耐油性，而且涂膜固化性能好、干燥快，比较适用于木器家具的涂装。现有高固体分双组分聚氨酯涂料的成膜物分子量较大，粘度高，不利于施工。为制备低VOC含量、高性能的双组分聚氨酯涂料，大多采用低粘度多羟基树脂(聚酯树脂)，通过化学改性降低羟基树脂的相对分子质量或者使相对分子质量分布等，提高涂料在施工粘度下的固体含量，从而制备高固体分的聚氨酯涂料。但是这种方法会降低羟基当量(每摩尔羟基的分子量)，提高固化剂的用量，还会增加涂膜干燥时间，对提高涂料固含量的作用不明显(一般施工粘度下的固体含量低于65% )。另一方法是使用活性稀释剂，常用聚氨酯涂料的活性稀释剂为双噁唑烷活性稀释剂，虽可明显降低羟基树脂的粘度，提高聚氨酯涂料的施工固体含量，本身也参与成膜，提高涂膜性能。但双噁唑烷价格高，其成本占双组分涂料成本的60%以上，该方法较难推广应用。因此，探究新型低成本高固体分双组分聚氨酯涂料的制备很有必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有高固体分聚氨酯涂料存在的不足，提供一种高性能、极低VOC含量、制备简单、施工方便的高固体分双组分聚氨酯涂料及其制备方法。 为了达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案: 一种高固体分双组分聚氨酯涂料，其原料配方组成由A组分和B组分组成；其中，B组分为异氰酸酯固化剂；A组分与B组分质量比为1:0.6~1.5 ;以重量百分比计，A组分组成为: 醛树脂25~45% 活性树脂20~42% 活性稀释剂24~38% 消泡剂0.1 ~0.5% 流平剂0.5 ~1.5% 所述的醛树脂为聚醛树脂或酮醛树脂； 所述的活性树脂为聚醚多元醇或蓖麻油中的一种或多种； 所述的活性稀释剂为苄基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、1,4- 丁二醇二缩水甘油醚或三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的一种或多种。 所述消泡剂为改性聚硅氧消泡剂、聚醚改性有机硅消泡剂、有机硅消泡剂和聚醚消泡剂中的一种或多种； 所述的流平剂为有机硅流平剂和氟碳改性聚合物流平剂中的一种或两种； A组分通过如下方法得到:将醛树脂、活性树脂与活性稀释剂混合均匀，加入消泡剂和流平剂，混合均匀。 为进一步实现本专利技术目的，优选地，所述聚醛树脂为KR-A8UKR-AlOl和SX -100中的一种或多种。所述的醛酮树脂为KR-80F和/或KR-120A。所述的聚醚多元醇为N210、N220和N330的一种或多种。所述的异氰酸酯固化剂为异氰酸酯固化剂G21、G18、N3390和N75中的一种或两种。 使用时将A组分与B组分在常温下以300~600r/min的转速下搅拌均匀后静置消泡，用刷涂或喷涂的方法在基材上施工，施工量为75g/m2~85g/m2。所述搅拌的时间优选为(10 ~30)min。 所述的高固体分双组分聚氨酯涂料的制备方法:按原料配方量将醛树脂、活性树脂与活性稀释剂混合加入料缸中，在(30~60) 0C的温度条件下，以(300~600) r/min的转速搅拌(0.5~3) h，获得混合均匀的溶液；再向混合溶液中依次加入消泡剂和流平剂，在常温下以(300~600) r/min的转速搅拌20~60min，得到所述A组分；将A组分与B组分分别单独包装后，得到所述高固体分双组分聚氨酯涂料。 本专利技术中，所述A组分中醛树脂为聚醛树脂或酮醛树脂，其中聚醛树脂为长沙倡泰实业有限公司的脂肪醒一尿素缩聚树脂KR - A81、KR - AlOl及上海松鑫林产品有限公司的脂肪醛硬树脂SX - 100中的一种或多种，醛酮树脂为长沙倡泰实业有限公司的环已酮一甲醛树脂KR - 80F或KR - 120A的一种或两种。 所述A组分中活性树脂为广州化工有限公司的聚醚多元醇或广州成倍化工有限公司的蓖麻油中的一种或多种；聚醚多元醇为N210(分子量为1000，官能度为2)、N220(分子量为2000，官能度为2)或N330(分子量为3000，官能度为3)的一种或多种。 所述B组分为异氰酸酯固化剂为甲苯二异氰酸酯/三羟甲基丙烷(TDI/TMP)的加成物G21，NCO质量分数为13%，固含为75% ;TDI三聚体G18，NCO质量分数为8%，固含为50% ;六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体N3390，NCO质量分数为19.5%，固含为90% ;以HDI为基料的脂肪族聚异氰酸酯N75，NC0质量分数为16.5%，固含为75%的一种或多种。 在制备高固体分双组分聚氨酯涂料时，A组分优选醛树脂为聚醛树脂KR - A81，优选活性稀释剂为苄基缩水甘油醚，B组分优选G21固化剂，所有原料均为外购并直接使用。 本专利技术固化原理:本专利技术采用了含羟基的醛树脂和活性树脂、活性稀释剂即缩水甘油醚作为A组分，与异氰酸酯固化剂发生固化反应，生成高固体分聚氨酯。固化过程中的主要反应下面反应式所示。羟基组分与异氰酸酯固化剂反应生成氨基甲酸酯，如反应式(I)所示；反应式(I)生成的氨基甲酸酯可按照反应式(2)的反应机理继续与异氰酸酯固化剂反应，生成脲基甲酸酯，链长不断增加；反应式(I)生成的氨基甲酸酯也可与缩水甘油醚中的环氧基发生反应，如反应式(3)所示，反应产物带羟基，可按照(I) — (2)的机理继续反应扩链。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高固体分双组分聚氨酯涂料，其特征在于，其原料配方组成由A组分和B组分组成；其中，B组分为异氰酸酯固化剂；A组分与B组分质量比为1：0.6～1.5；以重量百分比计，A组分组成为：醛树脂  25～45％活性树脂  20～42％活性稀释剂  24～38％消泡剂  0.1～0.5％流平剂  0.5～1.5％所述的醛树脂为聚醛树脂或酮醛树脂；所述的活性树脂为聚醚多元醇或蓖麻油中的一种或多种；所述的活性稀释剂为苄基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、1,4‐丁二醇二缩水甘油醚或三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的一种或多种。所述消泡剂为改性聚硅氧消泡剂、聚醚改性有机硅消泡剂、有机硅消泡剂和聚醚消泡剂中的一种或多种；所述的流平剂为有机硅流平剂和氟碳改性聚合物流平剂中的一种或两种；A组分通过如下方法得到：将醛树脂、活性树脂与活性稀释剂混合均匀，加入消泡剂和流平剂，混合均匀。

【技术特征摘要】
1.一种高固体分双组分聚氨酯涂料，其特征在于，其原料配方组成由A组分和B组分组成；其中，B组分为异氰酸酯固化剂；A组分与B组分质量比为1:0.6~1.5 ;以重量百分比计，A组分组成为: 醛树脂25~45% 活性树脂20~42% 活性稀释剂24~38% 消泡剂0.1~0.5% 流平剂0.5~1.5% 所述的醛树脂为聚醛树脂或酮醛树脂； 所述的活性树脂为聚醚多元醇或蓖麻油中的一种或多种； 所述的活性稀释剂为苄基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、1，4-丁二醇二缩水甘油醚或三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的一种或多种。 所述消泡剂为改性聚硅氧消泡剂、聚醚改性有机硅消泡剂、有机硅消泡剂和聚醚消泡剂中的一种或多种； 所述的流平剂为有机硅流平剂和氟碳改性聚合物流平剂中的一种或两种； A组分通过如下方法得到:将醛树脂、活性树脂与活性稀释剂混合均匀，加入消泡剂和流平剂，混合均匀。2.根据权利要求1所述的高固体分双组分聚氨酯涂料，其特征在于，所述聚醛树脂为KR - A81、KR - AlOl 和 SX - 100 中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的高固体分双组分聚氨酯涂料，其特征在于，所述的醛酮树脂为 KR - 80...

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿金清，勇雪，肖娟，朱延安，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44