CN101519567A - 水性聚氨酯木器漆 - Google Patents

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骆卫平
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Abstract

本发明涉及一种水性聚氨酯木器漆(乳液)。它需要解决的技术问题是，克服现有产品在木材上的附着力差，耐候性差及抗紫外线能力不强和成本偏高等问题。本发明的水性聚氨酯木器漆，聚醚二元醇和甲苯二异氰酸酯充分搅拌成预聚体，在预聚体中加入二羟甲基丙酸，三羟甲基丙烷，一缩二乙二醇和丙酮进行降粘－扩链反应，再加三乙胺进行季胺化，最后加无离子水分散乳化，脱丙酮，得到产品。

Description

水性聚氨酯木器漆
技术领域
本发明涉及高分子化合物，具体是一种以聚醚二元醇与甲苯二异氰酸酯为主体制备成的水性聚氨酯木器漆(乳液)，可代替传统油性漆广泛应用于木材、竹器、藤器的表面涂饰。
背景技术
水性聚氨酯是以水替代传统聚氨酯中的有机溶剂作为分散剂介质发展起来的高分子材料，以其为基料调配的涂料具有无毒，不易燃烧，不污染环境，
对于水性聚氨酯合成主要是用异氰脲酸与聚酯二元醇、聚醚二元醇、聚碳酸酯二元醇如：Eur.PatAppl.EP 1241199 Al 18 Sep 2002，14pp.PCT Int.Appl.WO2002012407 Al 14 Feb 2002，59pp、Eur.Pat.Appl.EP 1172389 Al 16 Jan 2002，7pp专利中主要是以聚酯二元醇与聚-2-丁烯二元醇制成水性聚氨酯涂料；Ger.Offen.DE10112390，Al2，Oct2002，10pp.应用丙烯酸改性水性聚氨酯是通过异佛儿酮二异氰酸酯与多元醇，丙烯酸衍生物等作用得到的分散液用于制硬度高的膜的涂料，其含固量在30％。但所制的涂料韧性差，易发脆，耐侯性差，气候温度直接影响漆膜的硬度。
A.Anand，Prabu，M.Anagar(Progress，in，organic Coating，2004，29，236-243)，报导了合成环氧改性的水性聚氨酯后应用含氨基的硅氧烷扩链，用以提高水性聚氨酯(PU)的机械性能。但所制的涂料硬度不够高，稳定性不够好。
中国专利文献CN 1772785A(2005，10)“二羟基聚二烃基硅氧烷改性的水性聚氨酯的制备方法”公开了一种以二羟基硅氧烷代替聚酯和聚醚二元醇与异佛尔酮二异氰酸酯制成的乳液。所得水性聚氨酯乳液固含量高，附着力、耐候性、耐水性和光泽度良好，耐磨性优异。该水性聚氨酯乳液适宜于用作织物，塑料，皮革等的油墨；适当调节硬度，也可用于涂料领域。但没有应用于木器的效果报道。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，克服现有产品在木材上的附着力差，耐候性差及抗紫外线能力不强和成本偏高等问题。
本发明产品的工艺步骤为：预聚体枛丙酮降黏-扩链枛季胺化枛水分散乳化枛脱丙酮枛水性聚氨酯木器漆。
本发明的水性聚氨酯木器漆，其特征在于聚醚二元醇和甲苯二异氰酸酯充分搅拌成预聚体，再在预聚体中加入二羟甲基丙酸，三羟甲基丙烷，一缩二乙二醇和丙酮进行降粘-扩链反应，加三乙胺进行季胺化反应，加无离子水分散乳化，脱丙酮，得到产品；
上述反应物的用量为：
聚醚二元醇20～25重量份，甲苯二异氰酸酯22～26重量份，
二羟甲基丙酸3.5～4.5重量份，三羟甲基丙烷1.5～2重量份，
一缩二乙二醇2.5～3.5重量份，丙酮40～50重量份，
三乙胺2.5～3.5重量份，水的用量为水性聚氨酯木器漆总重量的60～80％。
由于本发明直接用聚醚二元醇和甲苯二异氰酸酯进行预聚，不但成本低，反应还平稳；直接用一缩二乙二醇对预聚物扩链，简化了工艺，避免了有害气体残留问题。
三羟甲基丙烷在体系中主要是增加体系强度，对漆膜的硬度，韧性，附着力都有很大帮助；一缩二乙二醇主要是扩连作用。
上述成预聚体搅拌温度为75～85℃，时间为1.5～2.5小时；所述的降粘-扩链反应温度为50～60℃，时间为4～6小时；所述的季胺化温度为35～45℃。
作为优选，上述成预聚体搅拌温度为79～81℃，时间为1.9～2.1小时；所述的降粘-扩链反应温度为54～56℃，时间为4.8～5.2小时；所述的季胺化温度为39～41℃。
本发明产品采用普通原材料，优质低价，突破了水性聚氨酯乳液的特性
瓶颈，得到的产品具有如下优点：
1、硬度高：漆膜铅笔硬度达2H以上，且韧性好，耐冲击。
2、附着力强：漆膜附着力小于0级。
3、耐候性好：耐高低温，抗紫外线。
4、耐水性好：可在水中长期浸泡，耐开水烫。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：
在1000ml装有温度计，冷凝器，调速搅拌的三口瓶中加入聚醚二元醇150g，甲苯二异氰酸酯170g，升温至80℃反应2小时，降温至60℃加入三羟甲基丙烷8g，二羟甲基丙酸22g，一缩二乙二醇20g，丙酮200g在温度为56℃的条件下搅拌5小时，降温至40℃，加入三乙胺18g中和2分钟，加无离子水1000g高速分散乳化，抽除挥发物，得固含量在35％的聚氨酯乳液产品，产品硬度在2H-3H。
实施例2：
在1000ml装有温度计，冷凝管，调速搅拌的三口瓶中加入聚醚二元醇160g，甲苯二异氰酸酯158g在80℃温度反应2小时，降温至60℃加入三羟甲基丙烷7g，二羟甲基丙酸21g，一缩二乙二醇20g，丙酮200g在温度56℃的条件下搅拌5小时，降温至40℃加三乙胺17.5g中和2分钟，加入无离子水950g高速分散乳化，抽除挥发物，得固体含量为35％的乳液产品，产品硬度在1.5H-2H
实施例3：
在1000ml装有温度计，冷凝管，调速搅拌的三口瓶中加入聚醚二元醇160g，甲苯二异氰酸酯140g，在80℃温度下反应2小时，降温至60℃加入三羟甲基丙烷8g，二羟甲基丙酸21g，一缩二乙二醇22g，丙酮190g在56℃温度中搅拌5小时，降温至40℃加入三乙胺18g中和2分钟，加入无离子水980g高速分散乳化，抽除发挥物，得固体含量35％的乳液产品，产品硬度在1H-1.5H。
经过正规检测，以上实施例产品其他指标：耐磨性为0.013，漆膜附着力0级，耐干热性为1级。

Claims (3)

  1. 【权利要求1】一种水性聚氨酯木器漆，其特征在于聚醚二元醇和甲苯二异氰酸酯充分搅拌成预聚体，在预聚体中加入二羟甲基丙酸，三羟甲基丙烷，一缩二乙二醇和丙酮进行降粘扩链反应，再加三乙胺进行季胺化，最后加无离子水分散乳化，脱丙酮，得到产品；
    上述反应物的用量为：
    聚醚二元醇20～25重量份，甲苯二异氰酸酯22～26重量份，
    二羟甲基丙酸3.5～4.5重量份，三羟甲基丙烷1.5～2重量份，
    一缩二乙二醇2.5～3.5重量份，丙酮40～50重量份，
    三乙胺2.5～3.5重量份，水的用量为水性聚氨酯木器漆总重量的60～80％。
  2. 【权利要求2】根据权利要求1所述的水性聚氨酯木器漆，其特征在于所述的成预聚体搅拌温度为75～85℃，时间为1.5～2.5小时；所述的降粘-扩链反应温度为50～60℃，时间为4～6小时；所述的季胺化温度为35～45℃。
  3. 【权利要求3】根据权利要求2所述的水性聚氨酯木器漆，其特征在于所述的成预聚体搅拌温度为79～81℃，时间为1.9～2.1小时；所述的降粘-扩链反应温度为54～56℃，时间为4.8～5.2小时；所述的季胺化温度为39～41℃。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101864243A (zh) * 2010-06-22 2010-10-20 北京红狮漆业有限公司 防渗色木材底漆及其应用
CN101709198B (zh) * 2009-12-07 2012-09-19 上海乘鹰新材料有限公司 一种水性聚氨酯乳液涂料及其制备方法
CN103130977A (zh) * 2013-01-08 2013-06-05 厦门大学 一种双组分水性木器漆的聚氨酯多元醇分散体及其制备方法
CN108424719A (zh) * 2018-03-15 2018-08-21 龚利芬 一种水处理用水性聚氨酯涂料及其制备方法
CN108753145A (zh) * 2017-12-25 2018-11-06 叶昭君 一种聚氨酯水性漆及其制备方法

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