一种超早期耐水硅改性水性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超早期耐水硅改性水性聚氨酯涂料及其制备方法，该涂料包括甲组分和乙组分，甲组分包括：水性硅改性羟基丙烯酸乳液等；乙组分包括如下组分：脂肪族异氰酸酯固化剂等；其中，水性硅改性羟基丙烯酸乳液由包括以下组分的原料制得：甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸羟乙酯、功能性单体等。本发明专利技术以超耐水硅改性羟基丙烯酸乳液和耐水性好的硅改性异氰酸酯固化剂为主要成膜物质、再通过功能填料的相互作用提高了漆膜的厚涂性、屏蔽、耐磨、耐化学性以及漆膜密实性，同时进一步提高漆膜的早期耐水性，最终制得的聚氨酯涂膜得拥有非常好的外观、耐候性、耐化学品性、耐水性、重涂性、良好的防腐性能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种超早期耐水硅改性水性聚氨酯涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚氨酯涂料，具体地，涉及一种超早期耐水硅改性水性聚氨酯涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]涂料在生产和生活中的作用非常大，广泛应用与各个领域，涂料形成的涂膜可对物体起到装饰、保护和标致作用，目前市面上的大部分涂料虽然制作简单、售价便宜但同时功能比较单一，只能简单的作为装饰之用，而在一些特殊的作业环境中，简单的涂料的并不能满足人们的所需。
[0003]聚氨酯具有优异的耐腐性、附着力、耐化学药品性、耐候性，在胶粘剂、涂料等领域得到广泛的应用。但是溶剂型的聚氨酯含有大量的溶剂，如甲苯、二甲基酰胺等，都会造成严重的环境污染。近年来随着各国环保法规的确立和环保意识的增强，以溶剂为分散介质的聚氨酯越来越来越受到限制，而目前广泛使用的溶剂型涂料中含有大量的可挥发有机化合物(VOC)，有机化合物(VOC)有毒、易燃，污染大气层，对环境和人体都造成危害。因此，为了减少这些有机溶剂对环境的污染，我国已将水性涂料列入今后工业涂料的发展方向。可是我国目前应用在地板涂料、金属防锈漆和船舶涂料上的水性工业涂料其耐水性、耐化学性、耐磨性和耐候性不理想。
[0004]水性聚氨酯(WPU)以水为溶剂，不仅具有溶剂型聚氨酯胶粘剂所具有的耐寒、耐候、弹性好、光泽高、软硬段温度可调等基本特性外，还具有不燃、无毒、无污染等优点，广泛作为工业防护、木器家具、汽车涂料、石油化工、工程机械、集装箱等行业的金属防护。但是目前市场上的水性聚氨酯涂料早期耐水性差，对施工要求高，施工后较长时间不能淋雨，如果漆膜未干淋雨漆膜会产生起泡脱落问题。

技术实现思路

[0005]针对现有水性聚氨酯早期耐水容易起泡脱落的问题，本专利技术提供了一种超早期耐水硅改性水性聚氨酯涂料及其制备方法，该涂料采用水性硅改性羟基丙烯酸乳液搭配耐水性好的脂肪族异氰酸酯预聚物，提高了水性聚氨酯涂料的早期耐水性，大大减少户外施工因淋雨产生的漆膜问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种超早期耐水硅改性水性聚氨酯涂料，该涂料包括质量比为(8
‑
15)：1的甲组分和乙组分，按质量份计，甲组分包括如下组分：
[0007][0008]乙组分包括如下组分：
[0009]脂肪族异氰酸酯固化剂
ꢀꢀꢀꢀꢀ4‑
10份
[0010]第二成膜助剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
5份；
[0011]其中，所述水性硅改性羟基丙烯酸乳液由包括以下组分的原料制得：甲基丙烯酸甲酯10
‑
20％、丙烯酸正丁酯10
‑
13％、丙烯酸3
‑
8％、苯乙烯3
‑
5％、甲基丙烯酸羟乙酯5
‑
10％、功能性单体1
‑
3％、阴离子型乳化剂0.2
‑
1％、非离子型乳化剂0.2
‑
1％、碳酸氢钠0.2
‑
1％、二甲基乙醇胺0.2
‑
1％、引发剂0.1
‑
3％，余量为水。
[0012]上述技术方案中，水性硅改性羟基丙烯酸乳液是以三甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸羟乙酯、功能单体和硅烷为主，由于多种单体与硅烷特殊的多支链分子结构和多异构体形式，多种单体之间的进行杂化反应，使聚合物膜兼具刚性和柔韧性，因而对基材具有优异的附着力。杂化的聚合物以及特殊的硅碳结构赋予聚合物拥有优异的早期耐水性、耐酸碱性、防腐性和耐候性。
[0013]具体地，所述功能性单体包括γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.5
‑
2份、磷酸酯功能单体0.5
‑
1份、双丙酮丙烯酰胺0.2
‑
1份、高分子型偶联剂0.5
‑
1份。
[0014]优选地，所述分散剂选用BYK
‑
190、贝特尔BD
‑
8190、TEGO Dispers 755W中的一种或几种。优选采用德国毕克化学的BYK
‑
190，该分散剂是含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物水溶液，是一个不含VOC的分散剂，在配方中具有优异分散性可有效提高光泽、色强度、遮盖力，并防止浮色发花的缺陷。
[0015]优选地，所述第一成膜助剂和第二成膜助剂选用二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚、丙二醇二醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯中的二种或多种。
[0016]优选地，所述润湿剂选用聚醚改性聚二甲基硅氧烷、硅氧烷的双生结构表面活性
剂、炔二醇中的一种或多种，例如BYK346、TEGO Wet 270、Twin 4100、GS
‑
850。
[0017]优选地，所述流平剂为有机硅改性聚醚硅氧烷，例如德国迪高公司Glide 100流平剂，和/或离子型聚丙烯酸酯溶液，例如BYK381流平剂；和/或
[0018]所述流变助剂为有机膨润土和/或聚氨酯缔合型增稠剂。例如可以为有机膨润土如德谦化学的DE、EW，LT，一种强触变聚氨酯非离子缔合型增稠剂万华U905还可以是海明斯299、高泰XS
‑
83。
[0019]所述消泡剂为聚烯烃溶液，含疏水颗粒(德国BYK公司BYK
‑
011)或疏水二氧化硅与矿物油的混合物DAPRO AP7072)中的一种或两种。
[0020]优选地，所述功能填料选用云母粉、硅微粉、硫酸钡、气相二氧化硅中一种或多种；云母粉耐化学性好，具有屏蔽作用；硅微粉可以提高涂料耐磨性；和/或
[0021]所述颜料为金红石型二氧化钛和/或炭黑。
[0022]所述中和剂(即pH调节剂)为N,N
‑
二甲基乙醇胺DMEA(海明斯德谦)、陶氏AMP
‑
95的一种或几种。
[0023]具体地，所述脂肪族聚氨酯固化剂为HDI固化剂(例如万华的280)、亲水改性脂肪族聚异氰酸酯(例如科思创的401
‑
70)中的一种或两种。
[0024]本专利技术第二方面提供一种上述的超早期耐水硅改性水性聚氨酯涂料的制备方法，其中，所述甲组分的制备方法为：
[0025]S1、将0.5
‑
2.5份分散剂、0.1
‑
0.3份中和剂、0.1
‑
1份润湿剂、0.1
‑
0.5份消泡剂、0.5
‑
2份第一成膜助剂、0.1
‑
0.5份流变助剂、2
‑
30份颜料、5
‑
20份功能填料均匀分散去8
‑
15份在离子水中，然后研磨至细度＜25μm，得到A组分；
[0026]S2、将步骤S1制得的A组分与35
‑
60份水性硅改性羟基丙烯酸乳液混合，并加入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超早期耐水硅改性水性聚氨酯涂料，其特征在于，包括质量比为(8
‑
15)：1的甲组分和乙组分，按质量份计，甲组分包括如下组分：乙组分包括如下组分：脂肪族异氰酸酯固化剂
ꢀꢀꢀꢀꢀ4‑
10份第二成膜助剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
5份；其中，所述水性硅改性羟基丙烯酸乳液由包括以下组分的原料制得：甲基丙烯酸甲酯10
‑
20％、丙烯酸正丁酯10
‑
13％、丙烯酸3
‑
8％、苯乙烯3
‑
5％、甲基丙烯酸羟乙酯5
‑
10％、功能性单体1
‑
3％、阴离子型乳化剂0.2
‑
1％、非离子型乳化剂0.2
‑
1％、碳酸氢钠0.2
‑
1％、二甲基乙醇胺0.2
‑
1％、引发剂0.1
‑
3％，余量为去离子水。2.根据权利要求1所述的超早期耐水硅改性水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述功能性单体包括γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.5
‑
2份、磷酸酯功能单体0.5
‑
1份、双丙酮丙烯酰胺0.2
‑
1份、高分子型偶联剂0.5
‑
1份。3.根据权利要求1所述的超早期耐水硅改性水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述分散剂选用BYK
‑
190、贝特尔BD
‑
8190、TEGO Dispers 755W中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的超早期耐水硅改性水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述第一成膜助剂和第二成膜助剂选用二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚、丙二醇二醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯中的二种或多种。5.根据权利要求1所述的超早期耐水硅改性水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述润湿剂选用聚醚改性聚二甲基硅氧烷、硅氧烷的双生结构表面活性剂、炔二醇中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的超早期耐水硅改性水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述流平剂为有机硅改性聚醚硅氧烷和/或离子型聚丙烯酸酯溶液；和/或所述流变助剂为有机膨润土和/或聚氨酯缔合型增稠剂。
7.根据权利要求1所述的超早期耐水硅改性水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述功能填料选用云母粉、硅微粉、硫酸钡、气相二氧化硅中一种或多种；和/或所述颜料为金红石型二氧化钛和/或炭黑。8.根据权利要求1至7中任一项所述的超早期耐水硅改性水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述脂肪族聚氨酯固化剂为HDI固化剂、亲水改性脂肪族聚异氰酸酯中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：卞直兵，赵从胜，戴海雄，马庆磊，周波，
申请(专利权)人：江苏金陵特种涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：