CN102516858A - 一种双组分水性聚氨酯抗涂鸦防粘贴涂料及制备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双组分水性聚氨酯抗涂鸦防粘贴涂料的配方组成及其制备方法。该涂料是以水性含羟基聚丙烯酸树脂分散体和脂肪族聚异氰酸酯为主要成膜物质，添加有机硅树脂乳液、去离子水、消泡剂、润湿剂、分散剂、颜料、消光剂、蜡乳液、增稠剂，高速分散制备而成的一种双组分水性聚氨酯抗涂鸦防粘贴涂料，具有交联密度高、表面张力低、抗渗透性强、抗划伤刮擦性好、抗涂鸦防粘贴效果显著的特点，兼有VOC含量低、硬度高、耐候性好、耐洗刷、耐化学品性好等优良性能，适用于城市公用设施、建筑涂料以及地坪涂料涂装等应用领域。

Description

一种双组分水性聚氨酯抗涂鸦防粘贴涂料及制备

技术领域

本发明属于双组分水性聚氨酯涂料领域，涉及一种抗涂鸦防粘贴的功能性水性聚氨酯涂料及其制备方法。

背景技术

近几年，恶意涂鸦粘贴造成的损失越来越受到人们的关注，不仅影响市容及景观，而且清除涂鸦、各类粘贴物往往费时费力，容易造成基材的破坏，同时消耗大量资金。随意涂鸦粘贴现象时有发生，难以避免，因此，开发具有抗涂鸦防粘贴功能的涂料显得非常必要。

抗涂鸦防粘贴涂料与其他涂料的主要性能区别在于经它涂装的基材表面附着力低，很难被污染物附着。降低污染的附着力，既要降低污染物对基材的附着力，还要考虑如何方便地把污染物从底材的界面上分离开。抗涂鸦涂料一般应具备下列特点：环保、低毒、涂装性好、对底材具有极佳的附着力、良好的重涂性、耐化学品、耐久耐磨性、良好的耐候性、抗污性、易清洗等等。

抗涂鸦涂料按照其功能类型可分为永久型和自损型，永久型抗涂鸦涂料多为聚氨酯涂料，主要是因为聚氨酯涂料硬度高，耐磨且持久，生命力较长，涂鸦易清洗，同一个点可以容忍多次清除处理而不会出现涂层的损坏迹象，因此聚氨酯涂料是最受欢迎的表面防护涂料。而随着人们对涂料抗涂鸦防粘贴性能要求的提高以及国家对VOC排放量的限制，开发高性能的水性聚氨酯抗涂鸦涂料已经成为必然趋势。

涂鸦有油性亦有水性，涂膜必须同时具备良好的憎水性和憎油性，为了能够用简单擦拭的方法去除涂鸦，涂膜表面应平整光滑，表面吉布斯自由能低。提高涂膜的抗涂鸦性主要是通过改善涂膜的表面性质使之对污染物难以吸附并容易除去，以及提高涂膜的致密性使污染物不易渗入这两个基本途径。

目前，主要是利用有机硅和氟树脂来改善水性聚氨酯涂料的表面性质，降低表面吉布斯自由能，赋予面漆防粘着性。有机硅氧烷具有独特的化学结构，其表面能较低，因此在成膜过程中向表面富集，可赋予改性聚合物涂膜优良的耐水、耐油污、耐候、耐高低温使用性能以及良好的机械性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有抗涂鸦防粘贴功能的水性聚氨酯涂料，该涂料具有VOC含量低、交联密度高、硬度高、耐候性好、抗划伤刮擦性好、耐洗刷、耐化学腐蚀的特点，可应用于城市公共设施、建筑内、外墙涂料或地坪涂料等领域。

本发明解决上述问题的技术方案是：

一种双组分水性聚氨酯抗涂鸦防粘贴涂料，该涂料由A、B两个组分组成：

组分A：该组分包括丙烯酸树脂分散体、有机硅树脂乳液、去离子水、消泡剂、分散剂、颜料、消光剂、蜡乳液、增稠剂；

组分B：拜耳公司水性聚氨酯固化剂Bayhydur XP 2547；

所述A组分原料包括如下组分，以重量百分比计：

所述的丙烯酸树脂分散体为拜耳公司产品Bayhydrol XP 2695；

所述的有机硅树脂乳液为赢创德固赛公司产品Tego Protect 5100；

所述的消泡剂选自德国比克公司产品BYK022、BYK024、BYK019中的一种与赢创德固赛公司产品Airex901W。

本发明的优选方案还包括：

所述的颜料可以选自杜邦公司钛白粉产品R960或R902。

所述的增稠剂罗门哈斯公司产品RM-8W，或是采用RM-5000与RM-8W配合使用。

所述的分散助剂诺普科公司产品SN-Dispersant5027或罗门哈斯公司产品Oratan 731A。

所述的消光剂德固赛公司产品OK500或TS-100。

所述的润湿剂空气化工公司产品Dynol^TM 607或科宁公司产品Hydropalat 140。

所述的蜡乳液巴斯夫公司产品Poligen WE1。

本发明所述的双组分水性聚氨酯抗涂鸦防粘贴涂料由A、B两组分混合制备而成，所述的A组分制备方法如下：将聚丙烯酸树脂分散体分为两部分，首先加入一部分的聚丙烯酸树脂分散体、消泡剂赢创德固赛公司产品Airex901W、润湿剂、分散剂、去离子水和颜料于分散釜中，充分分散，控制细度≤20um；接着加入剩余部分的聚丙烯酸树脂分散体、有机硅树脂乳液、消光剂、蜡乳液、消泡剂德国比克公司产品BYK022和增稠剂，充分分散，A组分制备完成。B组分为拜耳公司水性聚氨酯固化剂Bayhydur XP 2547。所述的组分A和组分B按重量配比4～6∶1混合均匀，得到水性聚氨酯抗涂鸦防粘贴涂料。

首次分散过程中调节转速2400～2600转/min，充分分散15～25分钟；调整转速为1400～1600转/min，加入剩余部分的聚丙烯酸树脂分散体、有机硅树脂乳液、消光剂、蜡乳液、消泡剂德国比克公司产品BYK022、BYK024、BYK019中的一种和增稠剂，充分分散5～15分钟。

在本发明的方案确立之初，如何有效的选用各组分，充分利用各组分各自性能，如何进行综合配比，发明人所遇到难题；因此，本发明各组分的选用及各组分配比用量的最终确定，也是发明人反复的设计，综合考虑及无数次筛选，多次实验才得以确立的具有稳定性能的配方比例。本发明方案的优势在于，本发明特别选用了拜耳公司聚丙烯酸树脂分散体Bayhydrol XP 2695与脂肪族聚异氰酸酯Bayhydur XP 2547作为主要成膜物质，交联固化性能好，漆膜致密，抗渗透性强，能赋予涂料出色的耐划痕和耐摩擦性能，尤其具有优异的耐化学腐蚀性能。同时，选用的脂肪族聚异氰酸酯固化剂，可赋予涂层持久的耐候性能。且本发明选用有机硅树脂乳液改性水性聚氨酯涂料的防粘贴性能，选用赢创德固赛公司有机硅乳液产品TegoProtect 5100，该乳液与聚丙烯酸树脂分散体具有很好的相容性，赋予涂料防粘着性，改善涂层耐磨性和抗划伤性，涂鸦清除方法简单，不破坏涂层。因此，通过本发明可提供一种VOC含量低、抗涂鸦防粘贴效果卓越的双组分水性聚氨酯涂料，该涂料具有长期防粘着性、高度的防尘性、对底材有良好的附着力的特点，兼有耐磨性好、硬度高、持久耐候的优点。每次清除涂鸦后，无需更新涂层，能够对基材起到长期的保护作用。BayhydrolA XP 2695与Bayhydur XP 2547活性树脂反应体系可形成表面光滑无孔的交联膜，因此具有出色的耐化学性和抗渗透性，从而涂鸦用的喷漆就不能渗入涂膜。本发明通过添加有机硅乳液引进硅烷基团使得聚氨酯涂料反应体系的表面张力降低，体系表面能最低化的趋势导致高表面能的组分趋于向内迁移，低表面能的组分迁移到涂膜表面，从而有机硅氧烷在乳液胶膜表面富集，硅氧烷经水解缩合反应形成Si-O-Si键，增加涂膜表层的致密度，进一步提高涂层的耐水性和耐化学品性。本发明提供的水性聚氨酯涂料不仅抗涂鸦防粘贴效果好，而且具有很好的CO₂防护效果，能有效地防止混凝土结构碳酸化腐蚀，也可以防止腐蚀性物质(如酸雨)渗入底材，其优异的耐水性与耐化学腐蚀性能赋予涂膜持久的生命力，可反复清洗、去除涂鸦和粘贴而不损伤涂层，是一种理想的表面防护涂料。本发明更进一步的优势在于，本发明选用杜邦公司钛白粉产品R 960作为涂料的着色颜料，具有遮盖力好、白度高、分散性好、经久耐候、不易变色的特点，用于水性聚氨酯涂料具有抗涂鸦的协同效果。本发明选用了适用于水性涂料体系的聚氨酯涂料助剂，保证涂料具有良好的分散性、稳定性，水性蜡乳液还可提高水性聚氨酯涂料的耐磨性和抗划伤性。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，但不限于所述实施例。

实施例1

双组分水性聚氨酯抗涂鸦防粘贴涂料由A、B组分组成。

A、B组分配方重量份组成如下：

A组分

B组分

Bayhydur XP2547                    20。

制造方法是：双组分水性聚氨酯抗涂鸦防粘贴涂料由A、B组分混合制备而成。其中A组分制备方法是：将聚丙烯酸树脂分散体按添加总量以3∶2的重量比例分为两部分，分别为分散体1和分散体2，首先加入分散体1、消泡剂赢创德固赛公司产品Airex901W、润湿剂、分散剂、去离子水、颜料于分散釜中，调节转速2500转/min，充分分散20分钟，控制细度≤20um；调整转速为1500转/min，加入分散体2、有机硅树脂乳液、消光剂、蜡乳液、消泡剂德国比克公司产品BYK022、增稠剂，充分分散10分钟，A组分制备完成。B组分为拜耳公司水性聚氨酯固化剂BayhydurXP 2547。

将A组分与B组分按重量配比5∶1搅拌混合均匀，刷涂或辊涂在马口铁片上，制得漆膜。将铁皮置于25℃，60％湿度条件下固化7d，分别测试漆膜的基本性能和抗涂鸦防粘贴性能。

漆膜基本性能测试结果如表1示。

漆膜抗涂鸦防粘贴性能测试结果如表2示。

实施例2

双组分水性聚氨酯抗涂鸦防粘贴涂料由A、B组分组成。

A、B组分配方重量份组成如下：

A组分

B组分

Bayhydur XP2547                    20。

制造方法与制膜方法同实施例1。

漆膜基本性能测试结果如表1示。

漆膜抗涂鸦防粘贴性能测试结果如表2示。

实施例3

双组分水性聚氨酯抗涂鸦防粘贴涂料由A、B组分组成。

A、B组分配方重量份组成如下：

A组分

B组分

Bayhydur XP2547                    20。

制造方法与制膜方法同实施例1。

漆膜基本性能测试结果如表1示。

漆膜抗涂鸦防粘贴性能测试结果如表2示。

实施例4

双组分水性聚氨酯抗涂鸦防粘贴涂料由A、B组分组成。

A、B组分配方重量份组成如下：

A组分

B组分

Bayhydur XP2547                    20。

制造方法与制膜方法同实施例1。

漆膜基本性能测试结果如表1示。

漆膜抗涂鸦防粘贴性能测试结果如表2示。

表1：实施例基本性能检测结果

表2：实施例抗涂鸦防粘贴性能检测结果

综上所述，本发明的双组分水性聚氨酯抗涂鸦防粘贴涂料具有VOC含量低、抗渗透性好、抗划伤刮擦性好、硬度高、耐候、耐洗刷、耐化学腐蚀的特点，抗涂鸦、抗粘贴性能优异，能够满足室内涂装或户外涂装用途的高性能要求和环保标准，是一种理想的表面防护涂料。

Claims (10)

1.一种双组分水性聚氨酯抗涂鸦防粘贴涂料，其特征在于，该涂料包括A组分和B组分；所述A组分原料包括如下组分，以重量百分比计：

所述聚丙烯酸树脂分散体选自拜耳公司产品Bayhydrol XP 2695；

所述有机硅树脂乳液选自赢创德固赛公司产品Tego Protect 5100；

所述消泡剂选自德国比克公司产品BYK022、BYK024、BYK019中的一种与赢创德固赛公司产品Airex901W；

所述B组分为亲水性脂肪族聚异氰酸酯选自拜耳公司水性聚氨酯固化剂Bayhydur XP2547。

2.根据权利要求1所述的双组分水性聚氨酯抗涂鸦防粘贴涂料，其特征在于，所述A组分包含的颜料为钛白粉，采用杜邦公司产品钛白粉产品R 960或R 902。

3.根据权利要求1所述的双组分水性聚氨酯抗涂鸦防粘贴涂料，其特征在于，所述的增稠剂为罗门哈斯公司产品RM-8W，或是采用RM-5000与RM-8W配合使用。

4.根据权利要求1所述的双组分水性聚氨酯抗涂鸦防粘贴涂料，其特征在于，所述的分散助剂为诺普科公司产品SN-Dispersant5027或罗门哈斯公司产品Oratan 731A。

5.根据权利要求1所述的双组分水性聚氨酯抗涂鸦防粘贴涂料，其特征在于，所述的消光剂为德固赛公司产品OK500或TS-100。

6.根据权利要求1所述的双组分水性聚氨酯抗涂鸦防粘贴涂料，其特征在于，所述的润湿剂为空气化工公司产品Dynol^TM 607或科宁公司产品Hydropalat 140。

7.根据权利要求1所述的双组分水性聚氨酯抗涂鸦防粘贴涂料，其特征在于，所述的蜡乳液为巴斯夫公司产品Poligen WE1。

8.根据权利要求1-7任一项所述的双组分水性聚氨酯抗涂鸦防粘贴涂料，其特征在于，A组分与B组分组成按重量配比为4～6∶1。

9.权利要求1所述的一种双组分水性聚氨酯抗涂鸦防粘贴涂料的制备方法，其特征在于，是由A、B组分混合制备而成；其中A组分制备是：将聚丙烯酸树脂分散体分为两部分，首先加入一部分的聚丙烯酸树脂分散体、消泡剂赢创德固赛公司产品Airex901W、润湿剂、分散剂、去离子水和颜料于分散釜中，充分分散，控制细度≤20um；接着加入剩余部分的聚丙烯酸树脂分散体、有机硅树脂乳液、消光剂、蜡乳液、消泡剂德国比克公司产品BYK022和增稠剂，充分分散；将组分A和组分B按重量配比4～6∶1混合均匀，即得。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，首先加入一部分的聚丙烯酸树脂分散体、消泡剂赢创德固赛公司产品Airex901W、润湿剂、分散剂、去离子水、颜料于分散釜中，调节转速2400～2600转/min，充分分散15～25分钟，控制细度≤20um；调整转速为1400～1600转/min，加入剩余部分的聚丙烯酸树脂分散体、有机硅树脂乳液、消光剂、蜡乳液、消泡剂德国比克公司产品BYK022、BYK024、BYK019中的一种和增稠剂，充分分散5～15分钟。