CN102533077A - 一种双组分水性聚氨酯高耐磨哑光清漆及其制备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双组分水性聚氨酯高耐磨哑光涂料及其制备方法，该涂料包含A、B两组分，A组分以丙烯酸树脂分散体为基本组分，添加去离子水、润湿剂、消泡剂、分散剂、增稠剂、消光剂、流平剂、成膜助剂及耐磨助剂分散制备而成，B组分为脂肪族多异氰酸酯。本发明提供一种低VOC、光泽低、附着力好、耐磨、耐腐蚀的水性哑光涂料，与水性或溶剂型环氧树脂地坪涂料及聚氨酯地坪涂料均具有很好的结合性。该水性哑光涂料具有消光剂添加量低、贮存稳定的特点，能够有效降低涂层体系的光泽，提高涂装体系的综合性能。该发明可提供一种环保、高性能、储存稳定、成本低的水性涂层体系解决方案。

Description

一种双组分水性聚氨酯高耐磨哑光清漆及其制备

技术领域

本发明属于双组分水性聚氨酯涂料领域，涉及水性聚氨酯涂料在地坪领域的应用，特别涉及一种双组分水性聚氨酯高耐磨哑光清漆及其制备方法。

背景技术

双组分水性聚氨酯涂料是近年来发展起来的高性能、环境友好的新型涂料产品。双组分水性聚氨酯涂料不含有机溶剂，具有无毒、不易燃烧、节能、不易损伤被涂饰表面、使用方便等优点，力学性能也可与溶剂型聚氨酯涂料媲美。双组分水性聚氨酯涂料在木器涂料、建筑涂料、织物和皮革涂饰等领域获得了应用，但因双组分水性聚氨酯涂料价格较高，目前双组分水性聚氨酯涂料的广泛应用在一定程度上受到了限制。

哑光涂料色泽柔和，外观平整，能在一定程度上掩饰涂层表面缺陷，而高光涂料对人眼睛有一定的刺激，长时间让人的视觉容易疲劳。哑光涂料克服了高光涂料这一缺点，符合人们的审美需求。人们对高品质生活的追求使得水性哑光涂料的需求越来越大，开发高性能低成本的水性涂料成为研究热点。

哑光涂层体系有两种解决方案，一种是直接涂装哑光面漆，另一种方法是在光泽较高的面漆表面涂装哑光涂料。高固体分涂料中固体含量很高，溶剂少，因而溶剂挥发将消光剂带到表层困难，因此一般加入较高份量的消光粉，结果是消光剂不易分散均匀，造成固化后光泽不均匀的现象，同时影响了涂层的力学性能，因此高固体分涂料不易获得性能稳定的哑光涂层。水性环氧树脂地坪涂料具有较好的力学性能，容易制得低光泽涂料，符合环保要求，但通常涂层耐水性、耐磨性较差，难以满足高性能地坪涂料要求，因此限制了应用。在高固体分涂料涂层表面和水性环氧树脂地坪涂料涂层表面涂覆双组分水性聚氨酯哑光涂料是地坪工程施工的重要发展方向。

目前涂料消光主要有两种方法。第一种是采用固化剂消光方法，其消光原理是利用不同的固化剂成分之间的不相容性，使漆膜内部在固化过程中逐渐发生相分离，产生微观凹凸表面，增强漆膜表面的散射作用，达到消光的目的。另一种是外加消光剂，涂料成膜过程中因溶剂挥发将消光剂夹带至涂膜表层，提高涂膜表层的粗糙度，以增强漆膜表面散射，降低光泽。采用消光固化剂的方法容易存在光泽不均匀的缺点，实际应用中更多的采用外加消光剂的方法。外加消光剂有两种方式，一种是直接添加消光粉，另外一种是先将消光粉制成一定浓度的消光浆，在施工前添加。但是，直接添加消光粉分散稳定性不好，储存过程中容易发生沉降结块现象。而添加消光浆的方法增加了施工工艺的复杂性，又因消光粉分散不均匀而降低涂料性能。

在现有技术和产品的基础上，开发一种适用于地坪涂装的水性聚氨酯哑光涂料，这种涂料具有光泽均匀、储存稳定，耐磨性、耐水性优良的特点，可满足地坪涂装应用领域对地坪涂料的高性能、环保、大方舒适的要求，将具有极大的市场应用价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种双组分水性聚氨酯耐磨哑光涂料，该涂料不仅具有优异的力学性能，而且具有高耐磨、光泽低、消光剂添加量低的特点，能够提供一种性价比高、环保、低光泽的地坪涂装解决方案。

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涂料，该涂料由A、B两个组分组成：

(1)组分A：该组分包括丙烯酸树脂分散体Ⅰ和丙烯酸树脂分散体Ⅱ，其中丙烯酸树脂分散体Ⅰ为拜耳公司生产的Bayhydrol XP 2546；所述的丙烯酸树脂分散体Ⅱ为拜耳公司生产的Bayhydrol XP 2542；

所述的增稠剂为罗门哈斯公司产品RM-8W；

消光剂为德固赛公司产品OK500；

所述的耐磨助剂为水性蜡乳液；

(2)组分B：该组分是基于HDI的亲水性脂肪族聚异氰酸酯，采用的是拜耳公司产品Bayhydur XP 2547。

本发明所述的双组分水性聚氨酯高耐磨哑光涂料中，组分A还包括去离子水、润湿剂、消泡剂、增稠剂、消光剂、分散剂、流平剂、成膜助剂、耐磨助剂；其中，

所述的耐磨助剂特别优选为巴斯夫公司产品WE1。

所述的消泡剂为德国比克公司的BYK022、BYK024、BYK019中的一种与赢创德固赛公司的Airex901W。

所述的成膜助剂为伊斯曼公司的Texanol。

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

所述的流平剂为德国比克公司的BYK380N或BYK381。

本发明所述的双组分水性聚氨酯高耐磨哑光清漆可以采用本领域常用的制备方法获得，所述的A组分制备方法：首先加入去离子水于分散缸中，开动分散机，调转速800转/min，依次投入Bayhydrol XP 2546、润湿剂、消泡剂、分散剂、增稠剂、消光剂，调转速1400～1600转/min，充分分散20～30min；调转速300～500转/min，再加入Bayhydrol XP 2542、流平剂、成膜助剂、耐磨助剂、增稠剂，继续分散10～15min。分散完毕，出料，A组分制备完成。B组分为拜耳公司水性聚氨酯固化剂Bayhydur XP2547。所述的组分A和组分B按重量配比3～5∶1混合均匀，得到高耐磨水性聚氨酯哑光涂料。

本发明采用平均粒径较大的含羟基树脂分散体与粒径较小的含羟基树脂分散体复配，组成A组分的树脂组分，制备双组分水性聚氨酯涂料。本发明选用了OK500作为哑光涂料的消光剂，粒径宽度适合清漆涂层厚度，分散效率高，消光效果显著，本发明选用了蜡乳液作为涂料体系的耐磨助剂，可极大提高涂层的耐磨性和抗划伤性，并可通过调节蜡乳液含量控制体系不同的耐磨性能。本发明选用了适用于水性聚氨酯体系的各种助剂，以达到稳定均一的分散效果，保证涂层长期稳定的力学性能。本发明使用脂肪族聚异氰酸酯作为水性聚氨酯固化剂，交联固化性能好，耐候性优良。

本发明具有如下优点及有益效果：

(1)本发明采用直接添加消光剂的方法降低涂层体系的光泽，简化配方施工工艺，克服了固化剂消光不均匀的缺点。

(2)本发明采用平均粒径小的Bayhydrol XP 2546与平均粒径大的Bayhydrol XP 2542复配，大粒径的乳胶会增大涂膜的粗糙度和不平整性，降低涂膜光泽，减少消光粉的用量，克服大量添加消光粉后造成涂料贮存稳定性不好的缺陷，同时降低生产成本。

(3)本发明中使用的含羟基树脂分散体Bayhydrol XP 2546和Bayhydrol XP 2542，其中Bayhydrol XP 2546树脂的分子量高，具有快干、经济的特点；Bayhydrol XP 2542的分子量低，可有效提高聚氨酯涂膜的交联密度，提高机械性能和化学抗性。Bayhydrol XP 2542最低成膜温度低，双组分体系中加入Bayhydrol XP 2542可减小涂料的成膜温度，但价格较高。通过两种树脂分散体的复配，保证涂层具有优异的机械性能和良好的耐化学品性，同时平衡了生产成本。

(4)本发明中，通过调节消光剂添加量，可使涂层满足不同的光泽效果需求，通过控制蜡乳液的添加量，可调节涂层的耐磨性能，满足不同层次的涂装效果要求。

(5)本发明可制得一种双组分水性聚氨酯高耐磨哑光清漆，具有优异的耐水性、耐磨性、抗划伤性，同时VOC含量低，光泽均匀，消光效果显著。作为高固体分涂层的表面消光涂料克服了高固体分涂料不易消光的缺点，作为水性环氧树脂涂层表面消光涂料可大大提高涂装体系的综合性能。因此，本发明可提供一种性价比高，兼具环保、高性能、哑光的地坪涂装体系解决方案。

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

双组分水性聚氨酯耐磨哑光清漆由A、B组分组成。

A、B组分配方重量份组成如下：

制造方法是：双组分水性聚氨酯耐磨哑光清漆由A组分、B组分配制而成。A组分的制备过程如下：首先加入去离子水于分散缸中，开动分散机，调转速800转/min，依次投入Bayhydrol XP 2546、润湿剂、消泡剂、分散剂、增稠剂、消光剂，调转速1500转/min，充分分散20～30min；调转速300～500转/min，再加入Bayhydrol XP 2542、流平剂、成膜助剂、耐磨助剂、增稠剂，继续分散10～15min。分散完毕，出料。A组分制备完成。B组分为拜耳公司水性聚氨酯固化剂Bayhydur XP2547。

将A组分与B组分按重量比4∶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，测试漆膜性能。

测试结果如表1示。

实施例2

双组分水性聚氨酯耐磨哑光清漆由A、B组分组成。

A、B组分配方重量份组成如下：

制造方法与制膜方法同实施例1。

测试结果如表1示。

实施例3

双组分水性聚氨酯耐磨哑光清漆由A、B组分组成。

A、B组分配方重量份组成如下：

制造方法与制膜方法同实施例1。

测试结果如表1示。

实施例4

双组分水性聚氨酯耐磨哑光清漆由A、B组分组成。

A、B组分配方重量份组成如下：

制造方法与制膜方法同实施例1。

测试结果如表1示。

表1：实施例基本性能检测结果

本发明所述的双组分水性聚氨酯高耐磨哑光清漆具有VOC含量低、化学抗性好、硬度高、耐磨性好、耐候、光泽均匀的特点，可作为高性能的哑光涂层，该哑光清漆与溶剂型或水性环氧树脂涂层、聚氨酯树脂涂层均有良好的结合性，是一种性价比很高的哑光涂料，具有光泽可调、硬度、耐磨性可调的特点，适用于不同涂层体系的需求。

Claims (10)

1.一种双组分水性聚氨酯涂料，其特征在于，该涂料包括A组分和B组分，以质量百分比计，所述A组分原料包括如下组分：

所述的丙烯酸分散体Ⅰ采用拜耳公司的Bayhydrol XP 2546；

所述的丙烯酸分散体Ⅱ采用拜耳公司的Bayhydrol XP 2542；

所述的增稠剂为罗门哈斯公司产品RM-8W；

消光剂为德固赛公司产品OK500；

所述的耐磨助剂为水性蜡乳液；

所述B组分为脂肪族聚异氰酸酯，采用拜耳公司水性聚氨酯固化剂Bayhydur XP 2547。

2.根据权利要求1所述的双组分水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述的润湿剂为科宁公司产品Hydropalat140；

3.根据权利要求1所述的双组分水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述的消泡剂为德国比克公司的BYK022、BYK024、BYK019中的一种与赢创德固赛公司的Airex901W。

4.根据权利要求1所述的双组分水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述的成膜助剂为伊斯曼公司产品Texanol。

5.根据权利要求1所述的双组分水性聚氨酯涂料，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。

6.根据权利要求1所述的双组分水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述的流平剂为德国比克公司的BYK380N或BYK381。

7.根据权利要求1所述的双组分水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述A组分原料中包

含的耐磨助剂为巴斯夫公司水性蜡乳液产品WE1。

8.根据权利要求1所述的双组分水性聚氨酯涂料，其特征在于，A组分与B组分组成按重量配比为3～5∶1。

9.权利要求1所述的双组分水性聚氨酯高耐磨哑光清漆的制备方法：所述的A组分制备为：首先加入去离子水，依次投入丙烯酸树脂分散体Ⅰ、润湿剂、消泡剂、分散剂、增稠剂和消光剂，充分分散；再加入丙烯酸树脂分散体Ⅱ、流平剂、成膜助剂、耐磨助剂和增稠剂，继续分散；分散完毕，出料，A组分制备完成；B组分为拜耳公司水性聚氨酯固化剂Bayhydur XP2547；所述的组分A和组分B按重量配比3～5∶1混合均匀，即得。

10.根据权利要求1所述的方法，首先加入去离子水，依次投入丙烯酸树脂分散体Ⅰ、润湿剂、消泡剂、分散剂、增稠剂和消光剂，调转速1400～1600转/min，充分分散20～30min；调转速300～500转/min，再加入Bayhydrol XP 2542、流平剂、成膜助剂、耐磨助剂、增稠剂，继续分散10～15min。