预涂卷材用聚氨酯底漆制造技术

本发明专利技术涉及一种预涂卷材用聚氨酯底漆，其固体总重量中，树脂组合物３５～７０％；颜料和填料２５～６０％；助剂１～５％；溶剂２０～７０％；树脂组合物的固体总重量中，环氧改性的带羟基的聚氨酯树脂５０～９０％，环氧树脂５～３０％，交联树脂５～２０％；环氧改性的带羟基的聚氨酯树脂是由多元醇、含羧基的二元醇与二异氰酸酯反应，得到含支链羧基的带羟基的聚氨酯树脂，其支链羧基再使环氧化合物的环氧基开环，引入支链羟基制成；所用多元醇和含羧基二元醇的－ＯＨ，与二异氰酸酯的－ＮＣＯ的摩尔比１∶１～１．６∶１，多元醇的－ＯＨ与含羧基二元醇的－ＯＨ的摩尔比９５∶５～５∶９５，环氧基与含羧基二元醇中的羧基的摩尔比０．２∶１～２∶１。

【技术实现步骤摘要】
预涂卷材用聚氨酯底漆
本专利技术涉及一种预涂卷材用聚氨酯底漆，更具体讲，涉及一种溶剂型预涂卷材用聚氨酯底漆。
技术介绍
预涂卷材用底漆根据所用基料树脂分为环氧体系和聚酯体系两大类，用作基料树脂的聚酯树脂是中到高分子量的聚酯树脂，用作基料树脂的环氧树脂是各种分子量的改性环氧树脂或未改性环氧树脂。在这两大类中，用作交联剂的是氨基树脂和封闭型聚氨酯树脂，这两大体系虽然广为应用但都各有不足之处：环氧体系耐擦拭性能、与底材特别是金属底材的附着力、耐盐雾性能都比较好，但是，柔韧性、T弯性能较差，而聚酯体系柔韧性好，但它在底材上的附着力、耐盐雾性能等方面往往达不到要求。虽然国内外也有关于改进环氧树脂韧性方面的报道，但真正能达到预涂卷材底漆要求的还不多，而且改性后的环氧树脂，还影响了其他性能。美国专利4103050中提供了一种水性预涂卷材用底漆，其所用基料树脂是热固化的水分散型聚氨酯聚合物，包括聚酯聚氨酯，这种聚酯聚氨酯是由多元醇、异氰酸酯化合物、含羟基羧酸及二元醇聚合而成，可以是自交联型或以氨基树脂或封闭型异氰酸酯化合物交联。这种聚氨酯扩链方法用于水分散型涂料。但是在这种聚酯聚氨酯树脂合成中大量使用的含羧基二元醇，其所含羧基大多用于通过胺类化合物中和来提高树脂的水溶性，并未提到可以通过这种羧基与环氧官能团发生开环反应，在树脂中引入环氧组分并进而提高这种聚酯聚氨酯树脂的附着力和耐盐雾等性能。上述聚氨酯扩链方法在溶剂型涂料，特别是溶剂型预涂卷材底漆中尚未见此类报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种预涂卷材用聚氨酯底漆，其与面漆复合的涂膜机械性能和耐盐雾性能优异。实现本专利技术目的的技术方案：一种预涂卷材用聚氨酯底漆，在底漆固体总重量中，树脂组合物占35～70％；颜料和填料占25～60％；助剂占1～5％；溶剂占20～70％；上述树脂组合物的固体总重量中，环氧改性的带羟基的聚氨酯树脂占50～90％，环氧树脂占5～30％，交联树脂占5～20％；其中环氧改性的带羟基的聚氨酯树脂是由多元醇、含羧基的二元醇与二异氰酸酯反应，得到含支链羧基的带羟基的聚氨酯树脂，其支链羧基再与环氧化合物的环氧-->官能团发生开环，引入支链羟基制成的；所用多元醇和含羧基二元醇中的-OH，与二异氰酸酯的-NCO的摩尔比为1∶1～1.6∶1，多元醇的-OH与含羧基二元醇的-OH的摩尔比为95∶5～5∶95，环氧化合物的环氧官能团与含羧基二元醇中的-COOH的摩尔比为0.2∶1～2∶1。上述底漆中，树脂组合物中的环氧改性的带羟基的聚氨酯树脂的合成方法是：在溶剂中于0～110℃，多元醇、含羧基的二元酸与二异氰酸酯反应至NCO含量为0，所得有支链羧基的带羟基的聚氨酯树脂，其支链羧基在80～180℃下与加入的环氧化合物发生开环反应至酸值恒定即可。这样得到的环氧改性的带羟基的聚氨酯树脂的特征为：羟值(固体树脂的羟值)为5～120mgKOH/g，较好的为10～90mgKOH/g，更好的为20～60mgKOH/g；理论数均分子量(Mn)为1000～30000，较好的为3000～20000，更好的为5000～15000；酸值(固体树脂的酸值)为0～20mgKOH/g，较好的为0～10mgKOH/g，更好的为0～5mgKOH/g。上述底漆中，合成环氧改性的带羟基的聚氨酯树脂，所用多元醇是低分子二元醇、低分子三元醇或带羟基的聚合物。所述低分子二元醇的代表例有乙二醇、丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、二乙二醇、新戊二醇、甲基丙二醇、2-乙基-2-丁基丙二醇、羟基特戊酸新戊二醇酯、1，4-环己烷二甲醇等；所述低分子三元醇的代表例有甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇等；所述带羟基官能团的聚合物的代表例有聚酯多元醇、聚醚多元醇，它们是由二元酸(酐)、二元醇以传统工艺缩聚得到的。上述底漆中，合成环氧改性的带羟基的聚氨酯树脂，所用环氧化合物是单官能环氧化合物，或多官能环氧化合物。所述单官能环氧化合物的代表例有环氧丙烷、环氧乙烷、叔碳酸缩水甘油酯等；所述多官能环氧化合物的代表例有壳牌的EPON828、EPON834、EPON1001、EPON1004、EPON1007以及国产环氧树脂如E-44、E-20、E-12、E-03等。上述底漆中，合成环氧改性的带羟基的聚氨酯树脂所用二异氰酸酯是芳香族、脂肪族或脂环族二异氰酸酯。所述芳香族二异氰酸酯的代表例有：2，4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯等；所述脂肪族二异氰酸酯的代表例有：亚甲基二异氰酸酯、三亚甲基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、三甲基己二异氰酸酯等；所述脂环族二异氰酸酯的代表例有：异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六氢甲苯二异氰酸酯等。上述底漆中，所述树脂组合物中的环氧树脂是改性的或未改性的二环氧甘油醚型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油胺-->型环氧树脂或线型脂肪族环氧树脂。这些环氧树脂的具体代表产品有壳牌的EPON828、EPON834、EPON1001、EPON1004、EPON1007以及国产环氧树脂如E-44、E-20、E-12、E-03等。上述底漆中，所述树脂组合物中的交联树脂是氨基树脂或者是封闭型异氰酸酯。其中氨基树脂具体代表产品有：首诺公司的Resimene747、Resimene717、Resimene797、Resimene755及氰特公司的Cymel303等。封闭型异氰酸酯具体代表产品有：拜耳公司的BL3175、BL4265、BL3272、VPLS2257、BL3475等及Baxenden Chemicals Limited的BI7950、BI7951、BI7960、BI7981、BI7982、BI7984等。上述底漆中，所述助剂是润湿分散剂、流平剂、附着力促进剂、耐盐雾助剂、消泡剂、固化催化剂中的一种或几种。上述底漆中，所述颜料是着色颜料和防腐蚀颜料。其中着色颜料的代表例有钛白、炭黑、铁红等；防腐蚀颜料的代表例有锌铬黄、偏硼酸钡、锶铬黄、氧化锌、磷酸锌、三聚磷酸铝、Shieldex 303(Grace公司生产)等。上述底漆中，所述溶剂是涂料常用溶剂中的一种或几种。配制本专利技术底漆时可采用常规的涂料生产工艺及其设备。本专利技术底漆适用于各种卷材如镀锌钢板、卷铝、镀锌铝板及冷轧钢板等，在施涂底漆时可采用常用施工方法，最好采用辊涂方法。本专利技术的技术效果：本专利技术技术方案的预涂卷材用聚氨酯底漆，其树脂组合物中采用了适当比例的一种环氧改性的带羟基的聚氨酯树脂，这种树脂不同于传统的将异氰酸酯化合物作为交联剂的用法，而是将二异氰酸酯的异氰酸酯基与多元醇、含羧基二元醇的羟基进行加成反应得到含支链羧基的带羟基的聚氨酯树脂，然后用上述支链羧基与加入的环氧化合物的环氧基进行开环加成反应，再引入支链羟基合成的。上述两步反应过程示意图如下：第一步(加成反应)：第二步(开环加成反应)：-->因此，这种树脂有如下优点：①直接在树脂中引入大量氨酯键，这样在水解稳定性耐盐雾性、耐酸性等方面均优于酯键和醚键；②利用支链羧基与环氧官能团的开环反应，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预涂卷材用聚氨酯底漆，其特征在于：在底漆固体总重量中，　　　　树脂组合物占３５～７０％；颜料和填料占２５～６０％；　　　　助剂占１～５％；溶剂占２０～７０％；　　　　上述树脂组合物的固体总重量中，环氧改性的带羟基的聚氨酯树脂占５０～９０％，环氧树脂占５～３０％，交联树脂占５～２０％；其中环氧改性的带羟基的聚氨酯树脂是由多元醇、含羧基的二元醇与二异氰酸酯反应，得到含支链羧基的带羟基的聚氨酯树脂，其支链羧基再与环氧化合物的环氧官能团发生开环，引入支链羟基制成的；所用多元醇和含羧基二元醇中的－ＯＨ，与二异氰酸酯的－ＮＣＯ的摩尔比为１∶１～１．６∶１，多元醇的－ＯＨ与含羧基二元醇的－ＯＨ的摩尔比为９５∶５～５∶９５，环氧化合物的环氧官能团与含羧基二元醇中的－ＣＯＯＨ的摩尔比为０．２∶１～２∶１。

【技术特征摘要】
1、一种预涂卷材用聚氨酯底漆，其特征在于：在底漆固体总重量中，树脂组合物占35～70％；颜料和填料占25～60％；助剂占1～5％；溶剂占20～70％；上述树脂组合物的固体总重量中，环氧改性的带羟基的聚氨酯树脂占50～90％，环氧树脂占5～30％，交联树脂占5～20％；其中环氧改性的带羟基的聚氨酯树脂是由多元醇、含羧基的二元醇与二异氰酸酯反应，得到含支链羧基的带羟基的聚氨酯树脂，其支链羧基再与环氧化合物的环氧官能团发生开环，引入支链羟基制成的；所用多元醇和含羧基二元醇中的-OH，与二异氰酸酯的-NCO的摩尔比为1∶1～1.6∶1，多元醇的-OH与含羧基二元醇的-OH的摩尔比为95∶5～5∶95，环氧化合物的环氧官能团与含羧基二元醇中的-COOH的摩尔比为0.2∶1～2∶1。2、根据权利要求1所述的底漆，其特征在于：树脂组合物中的环氧改性的带羟基的聚氨酯树脂的合成方法是：在溶剂中于0～110℃，多元醇、含羧基的二元酸与二异氰酸酯反应至NCO含量为0，所得有支链羧基的带羟基的聚氨酯树脂，其支链羧基在80～180℃下与加入的环氧化合物发生开环反应至酸值恒定即可。3、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大鸣，王利群，冯春苗，吴奎录，
申请(专利权)人：中国化工建设总公司常州涂料化工研究院，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]