一种高硬度的水性聚氨酯涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高硬度的水性聚氨酯涂料及其制备方法，该水性聚氨酯涂料包括A组分、B组分和C组分，其中，A组分的原料包括：长链烷基超硬水性PU树脂、金红石型钛白粉、纳米硫酸钡、增硬陶瓷添加剂、纳米二氧化硅分散体、分散剂、消泡剂1、消泡剂2、流平剂、润湿剂、中和剂、水性紫外光吸收剂、水性聚酰胺蜡浆、防霉杀菌剂、去离子水、成膜助剂；B组分为亲水型异氰酯固化剂；C组分为水性聚氨酯交联剂。其制备方法是将A组分、B组分和C组分按20：2：1的配比调漆，即得。本发明专利技术提供的水性聚氨酯涂料的漆膜具有干速快、高硬度、高韧性、高耐磨、防流挂性好的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于涂料
，具体涉及一种高硬度的水性聚氨酯涂料及其制备方法。
技术介绍
在经济竞争和环境问题的双重驱动下，涂料化学正向高性能、低VOC方向发展。有机涂层赋予底材颜色、光泽等所需的艺术特性，保护基材免受环境的破坏，例如：湿度、辐射、生物侵蚀以及机械和化学破坏。无论对于室内或室外应用，涂层的质量、基材的特性、涂层与基材的界面性质、环境的腐蚀程度均影响基材的寿命。以金属的防腐涂料为例，它通过涂层隔离基材与环境，而且通过化学反应延缓外界自然腐蚀。为了提高涂膜特性，降低有机溶剂排放所造成的环境污染，在涂料界掀起了技术革新。溶剂型涂料虽然价格较低，但环境污染严重，新的技术革命要求环境友好型涂料，因此，水基涂料、高固体涂料、粉末固化涂料、辐射涂料近些年发展迅速。水性聚氨酯涂料具有无毒、无味、不污染环境、安全环保的特点，正在逐步取代传统的溶剂型涂料。但是，目前已有的水性聚氨酯涂料普遍硬度不高。
技术实现思路
解决的技术问题：本专利技术的目的是克服现有技术的不足而提供一种高硬度的水性聚氨酯涂料及其制备方法技术方案：一种高硬度的水性聚氨酯涂料，包括A组分、B组分和C组分，其中，A组分的原料以重量份计包括：长链烷基超硬水性PU树脂50-60份、金红石型钛白粉20-25份、纳米硫酸钡2-5份、增硬陶瓷粉添加剂0-3份、纳米二氧化硅分散体0.1-0.3份、分散剂0.2-0.4份、消泡剂10.1-0.2份、消泡剂20.1-0.2份、流平剂0.1-0.2份、润湿剂0.1-0.2份、中和剂0.2-0.5份、水性紫外光吸收剂0.4-0.8份、水性聚酰胺蜡浆2-4份、防霉杀菌剂0.2-0.4份、去离子水11.2-12.7份、成膜助剂1-2份；B组分为亲水型异氰酯固化剂；C组分为水性聚氨酯交联剂。进一步地，所述A组分还包括聚丙烯酸钠0.05-0.1份和/或阳离子聚丙烯酰胺0.05-0.1份。上述高硬度的水性聚氨酯涂料的制备方法，是将A组分、B组分和C组分按20：2：1的配比调漆，其中A组分由以下步骤制备得到：步骤1，将去离子水、分散剂、成膜助剂混合，搅拌，得到混合物A；步骤2，在混合物A中加入金红石型钛白粉、纳米硫酸钡、水性聚酰胺蜡浆、纳米二氧化硅分散体、增硬陶瓷添加剂，搅拌，研磨至细度达到20μm以下，得到混合物B；步骤3，在混合物B中加入长链烷基超硬水性PU树脂，搅拌，得到混合物C；步骤4，在搅拌条件下将消泡剂、润湿剂、流平剂、水性紫外光吸收剂、防霉杀菌剂加至混合物C中，分散，加入中和剂，即得。进一步地，步骤1中搅拌条件是300-400rpm、5-10min。进一步地，步骤2中搅拌条件是400-600rpm、5-10min。进一步地，步骤3中搅拌条件是400-600rpm、15-20min。进一步地，步骤4中搅拌速度为400-600rpm，分散条件是400-600rpm、15-20min。进一步地，步骤2中还需要加入聚丙烯酸钠0.05-0.1份。进一步地，步骤4中还需要加入阳离子聚丙烯酰胺0.05-0.1份。有益效果：本专利技术提供的水性聚氨酯涂料的漆膜硬度可达到4.5H、耐水性达到1500小时、耐酸碱性达到720小时、耐磨性小于0.002g，具有干速快、高硬度、高韧性、高耐磨、防流挂性好的特点。具体实施方式以下实施例采用的原料如下：长链烷基超硬水性PU树脂(908安庆优投)金红石型钛白粉(706杜邦)纳米硫酸钡(BS80北京金斑马)水性聚酰胺蜡浆(AQH-800深圳立骅鑫)纳米二氧化硅分散体(WV33海逸化学)增硬陶瓷粉添加剂(MT801重庆麦图科技)分散剂(ZWD1美国特洛伊)消泡剂1(D209W美国特洛伊)消泡剂2(NXZ科宁)流平剂(57海铭斯化学)润湿剂(960海逸化学)水性紫外光吸收剂(1406北京加成)防霉杀菌剂(DFX-1杰晟材料)成膜助剂(DPM美国陶氏)中和剂(AMP-95海铭斯化学)亲水型异氰酸酯树脂(304拜耳)水性聚氨酯交联剂(SAC-100上海尤恩)各个实施例中A组分的原料配比如下表所示(kg)：制备方法是：1.将去离子水、分散剂、成膜助剂一起加入，采用300-400转/分搅拌5-10分钟；2.加入金红石型钛白粉、纳米硫酸钡、水性聚酰胺蜡浆、纳米二氧化硅分散体、增硬陶瓷添加剂，采用400-600转/分搅拌5-10分钟，采用砂磨机研磨至细度达到20微米以下；3.加入长链烷基超硬水性PU树脂采用400-600转/分搅拌15-20分钟；4.边采用400-600转/分边搅拌边加入消泡剂、润湿剂、流平剂、水性紫外光吸收剂、防霉杀菌剂，采用400-600转/分分散15-20分钟。5.采用400-600转/分边搅拌边加入中和剂，所得涂料pH值调节在8-9之间。其中，在实施例6和实施例8需要在步骤2加入聚丙烯酸钠；在实施例7和实施例8需要在步骤4加入阳离子聚丙烯酰胺。干板实现：分别按A组份：B组份＝10：1和A组份：B组份：C组份＝20：2：1配比，采用去离子蒸馏水进行喷涂粘度的调整，将喷涂粘度调整为20-25S(T-4杯)，喷涂2-3层，干板放置25℃恒温箱中自干48小时检测常规性能，熟化7天后测试耐人工老化性能、耐化学性以及耐盐雾性能，型式检验的干板漆膜厚度控制在80-100μm。执行标准：干燥依据GB/T1728、附着力依据GB/T1720、冲击依据GB/T1732、韧性依据GB/T1731、光泽依据GB/T1743、硬度依据GB/T6739、耐水性依据GB/T1733、耐磨性依据GB/T1768、耐化学性依据GB/T23987、耐中性盐雾依据GB/T1771、耐人工老化性依据GB/T14522、细度依据GB/T1724。检测结果如下：表1采用A组份：B组份＝10：1配比干板性能检测结果表2采用A组份：B组份：C组份＝20：2：1配比干板性能检测结果通过以上测试结果可以看出，在配方体系中添加增硬陶瓷粉添加剂，随着量的提升，对漆膜的硬度、耐磨性以及耐化学性均有较大提升，当在固化过程中加入C组份(水性聚氨酯交联剂)后，使得漆膜的耐水性、耐化学性以及耐磨性能均有明显提升，最终可得到一款硬度可达到4.5H，耐水性达到1500小时，耐酸碱性达到720小时，耐磨性小于0.002g的优异水性聚氨酯涂层。实施例6中，聚丙烯酸钠的加入，可以进一步提高漆膜的耐水性；在实施例7中加入阳离子聚丙烯酰胺，还可以增强漆膜的耐冲击性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高硬度的水性聚氨酯涂料，其特征在于：包括A组分、B组分和C组分，其中，A组分的原料以重量份计包括：长链烷基超硬水性PU树脂50‑60份、金红石型钛白粉20‑25份、纳米硫酸钡2‑5份、增硬陶瓷粉添加剂0‑3份、纳米二氧化硅分散体0.1‑0.3份、分散剂0.2‑0.4份、消泡剂1 0.1‑0.2份、消泡剂2 0.1‑0.2份、流平剂0.1‑0.2份、润湿剂0.1‑0.2份、中和剂0.2‑0.5份、水性紫外光吸收剂0.4‑0.8份、水性聚酰胺蜡浆2‑4份、防霉杀菌剂0.2‑0.4份、去离子水11.2‑12.7份、成膜助剂1‑2份；B组分为亲水型异氰酯固化剂；C组分为水性聚氨酯交联剂。

【技术特征摘要】
1.一种高硬度的水性聚氨酯涂料，其特征在于：包括A组分、B组分和C组分，其中，A组分的原料以重量份计包括：长链烷基超硬水性PU树脂50-60份、金红石型钛白粉20-25份、纳米硫酸钡2-5份、增硬陶瓷粉添加剂0-3份、纳米二氧化硅分散体0.1-0.3份、分散剂0.2-0.4份、消泡剂10.1-0.2份、消泡剂20.1-0.2份、流平剂0.1-0.2份、润湿剂0.1-0.2份、中和剂0.2-0.5份、水性紫外光吸收剂0.4-0.8份、水性聚酰胺蜡浆2-4份、防霉杀菌剂0.2-0.4份、去离子水11.2-12.7份、成膜助剂1-2份；B组分为亲水型异氰酯固化剂；C组分为水性聚氨酯交联剂。2.根据权利要求1所述的高硬度的水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述A组分还包括聚丙烯酸钠0.05-0.1份和/或阳离子聚丙烯酰胺0.05-0.1份。3.权利要求1所述的高硬度的水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于：将A组分、B组分和C组分按20：2：1的配比调漆，其中A组分由以下步骤制备得到：步骤1，将去离子水、分散剂、成膜助剂混合，搅拌，得到混合物A；步骤2，在混合物A中加入金红石型钛白粉、纳米硫酸钡、水性聚酰胺蜡浆、纳米二氧化硅分散体...

【专利技术属性】
技术研发人员：江拥，徐艳，
申请(专利权)人：江苏华夏制漆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32