CN102533087B - 聚氨酯底漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚氨酯底漆，由组分A和组分B组成，所述组分A包括米糠油型醇酸树脂、硬脂酸锌、滑石粉、第一溶剂、防沉剂、消泡剂、流平剂和催干剂，组分B包括甲苯二异氰酸酯三聚体、甲苯二异氰酸酯固化剂和聚氨脂级溶剂。本发明提供的双组份聚氨酯底漆以米糠油型醇酸树脂作为组分A的主要成分，由于米糠油树脂具有良好的溶剂释放性能，从而该聚氨酯底漆的防起痱子泡性能良好。另一方面，由于甲苯二异氰酸酯三聚体和甲苯二异氰酸酯固化剂的含量较高，从而该聚氨酯底漆具有良好的低温干燥性。同时，由于米糠油型醇酸树脂具有较好的柔韧性，从而在与大量的甲苯二异氰酸酯三聚体与甲苯二异氰酸酯固化剂配套使用时，避免了漆膜发脆现象的发生。

Description

聚氨酯底漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及油漆技术领域，更具体地说，涉及一种聚氨酯底漆及其制备方法。
背景技术
涂料是现代生活中必不可少的装饰材料，涂料的应用给人以美感、触感、甚至给人以五颜六色的彩色视觉感，给被涂物体以美丽、装饰和保护。油漆是涂料的一种，被涂覆于物体表面后形成漆膜，使物体美观并得到保护，或者在物体表面形成具有其他特殊功能的膜类物质。近年来，用于实木板、木纹面板、胶木板等器材上的聚氨酯底漆得到了广泛的发展，其具有附着力强、良好的防锈以及防腐性能等特点，得到了人们的广泛青睐。
目前市场上用于木器涂装的聚氨酯底漆通常为双组分漆，其中一种组分是主漆，另一种组分包括固化剂，使用时按预定的配比混匀，再加适量的稀释剂，搅匀即可进行涮涂和施工，工艺操作简便。现有技术对聚氨酯底漆及其制备方法进行了广泛的报道，例如，申请号为201110155521.0的中国专利文献报道了一种低VOC油性聚氨酯底漆，包括甲组分、乙组分和稀释剂，所述甲组分与乙组分的重量分数比为2∶1，其中，所述甲组分包括高固体分多元醇树脂65～75wt％、酮类溶剂3～6wt％、分散剂0.5～1wt％、滑石粉15～20wt％、打磨粉2～4wt％、消泡剂0.3～0.7wt％、流平剂0.05～0.15wt％和防沉剂1～3wt％，甲组分中以上原料之和为100wt％，乙组分包括甲苯二异氰酸酯三聚体和甲苯二异氰酸酯加成物以及溶剂，该文献报道的低VOC油性聚氨酯底漆的挥发性有机化合物含量较低，约低于450g/L。
但是，上述报道的用于木器涂装的聚氨酯底漆存在低温条件下干燥速度慢的缺点，从而需要放置长时间才能打磨。并且，该聚氨酯底漆形成的涂膜的施工性能较差，具有高温容易起痱子泡等缺点。本发明人考虑，提供一种聚氨酯底漆及其制备方法，该聚氨酯底漆具有良好的低温干燥性，并且防起痱子泡性能良好。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种聚氨酯底漆及其制备方法，该聚氨酯底漆具有良好的低温干燥性，并且防起痱子泡性能良好。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种聚氨酯底漆，由组分A和组分B组成，所述组分A包括以下成分：
米糠油型醇酸树脂50～70重量份；
硬脂酸锌3～5重量份；
滑石粉3～15重量份；
第一溶剂10～20重量份；
防沉剂3～5重量份；
消泡剂0.1～0.5重量份；
流平剂0.2～0.5重量份；
催干剂0.1～0.3重量份；
所述组分B包括以下成分：
甲苯二异氰酸酯三聚体60～70重量份；
甲苯二异氰酸酯固化剂10～15重量份；
聚氨脂级溶剂15～30重量份。
优选的，所述组分A包括以下成分：
米糠油型醇酸树脂55～65重量份；
硬脂酸锌3～5重量份；
滑石粉5～15重量份；
第一溶剂12～18重量份；
防沉剂3～5重量份；
消泡剂0.1～0.5重量份；
流平剂0.2～0.5重量份；
催干剂0.1～0.3重量份。
优选的，所述组分B包括以下成分：
甲苯二异氰酸酯三聚体65～70重量份；
甲苯二异氰酸酯固化剂12～15重量份；
聚氨脂级溶剂20～30重量份。
优选的，所述第一溶剂为二甲苯或醋酸丁酯。
优选的，所述防沉剂为SD-1膨润土；所述消泡剂为破泡聚硅氧烷。
优选的，所述甲苯二异氰酸酯三聚体为拜耳IL1451甲苯二异氰酸酯三聚体，所述甲苯二异氰酸酯固化剂为拜耳L-75固化剂。
优选的，聚氨脂级溶剂为二甲苯或醋酸丁酯。
相应的，本发明还提供一种聚氨酯底漆的制备方法，包括以下步骤：
将米糠油型醇酸树脂、硬脂酸锌、滑石粉、第一溶剂、防沉剂、消泡剂、流平剂和催干剂混合，分散均匀后得到组分A；
将甲苯二异氰酸酯三聚体、甲苯二异氰酸酯固化剂和聚氨脂级溶剂混合得到组分B；
将组分A和组分B混合得到聚氨酯底漆。
优选的，所述米糠油型醇酸树脂、硬脂酸锌、滑石粉、第一溶剂、防沉剂、消泡剂、流平剂、催干剂、甲苯二异氰酸酯三聚体、甲苯二异氰酸酯固化剂和聚氨脂级溶剂的重量比为(55～65)∶(3～5)∶(5～15)∶(12～20)∶(3～5)∶(0.1～0.5)∶(0.2～0.5)∶(0.1～0.3)∶(65～70)∶(12～15)∶(20～30)。
优选的，所述甲苯二异氰酸酯三聚体为拜耳IL1451甲苯二异氰酸酯三聚体，所述甲苯二异氰酸酯固化剂为拜耳L-75固化剂。
本发明提供一种聚氨酯底漆，由组分A和组分B组成，所述组分A包括米糠油型醇酸树脂、硬脂酸锌、滑石粉、第一溶剂、防沉剂、消泡剂、流平剂和催干剂，组分B包括甲苯二异氰酸酯三聚体、甲苯二异氰酸酯固化剂和聚氨脂级溶剂。与现有技术相比，本发明提供的双组份聚氨酯底漆以米糠油型醇酸树脂作为组分A的主要成分，由于米糠油树脂具有良好的溶剂释放性能，从而该聚氨酯底漆的防起痱子泡性能良好。另一方面，由于甲苯二异氰酸酯三聚体和甲苯二异氰酸酯固化剂的含量较高，从而该聚氨酯底漆具有良好的低温干燥性。同时，由于米糠油型醇酸树脂具有较好的柔韧性，从而在与大量的甲苯二异氰酸酯三聚体与甲苯二异氰酸酯固化剂配套使用时，避免了漆膜发脆现象的发生。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种聚氨酯底漆，由组分A和组分B组成，所述组分A包括以下成分：
米糠油型醇酸树脂50～70重量份；
硬脂酸锌3～5重量份；
滑石粉3～15重量份；
第一溶剂10～20重量份；
防沉剂3～5重量份；
消泡剂0.1～0.5重量份；
流平剂0.2～0.5重量份；
催干剂0.1～0.3重量份；
所述组分B包括以下成分：
甲苯二异氰酸酯三聚体60～70重量份；
甲苯二异氰酸酯固化剂10～15重量份；
聚氨脂级溶剂15～30重量份。
醇酸树脂是涂料工业中应用广泛的一种合成树脂，是由多元醇、邻苯二甲酸酐和脂肪酸或油(甘油三脂肪酸酯)缩合聚合而成的油改性聚酯树脂。按脂肪酸(或油)分子中双键的数目及结构，可分为干性、半干性和非干性三类。醇酸树脂固化成膜后，有光泽和韧性，附着力强，并具有良好的耐磨性、耐候性和绝缘性等。米糠含有酯酶，能催化油脂分解，因此米糠油酸值较高。本发明提供的双组份聚氨酯底漆以米糠油型醇酸树脂作为组分A的主要成分，由于米糠油树脂具有良好的溶剂释放性能，从而该聚氨酯底漆的防起痱子泡性能良好。本发明采用的米糠油型醇酸树脂可以采用市购的产品，对其型号和生产厂家并无特别限制，优选采用深圳市展辰达化工有限公司生产的米糠油型醇酸树脂。
硬脂酸锌为白色粉末，不溶于水，溶于热的乙醇、苯、甲苯、松节油等有机溶剂，同时遇酸分解成硬脂酸和相应的盐；在干燥的条件下有火险性和吸湿性。在本发明中，硬脂酸锌作为打磨粉，具有增滑和增加打磨性的作用。本发明采用的硬脂酸锌可以为市购的产品，对其生产厂家和型号并无特别限制，优选采用百利合基团生产的型号为BT1817的硬脂酸锌。
所述聚氨酯底漆还包括滑石粉，该滑石粉作为填料起到骨架作用，在降低制造成本的同时提高涂料的漆膜硬度。本发明优选采用广西桂林桂华超细粉体材料有限公司的相关产品，更优选采用型号为TP-1250的滑石粉。
本发明提供的聚氨酯底漆的组分A中采用的第一溶剂优选为二甲苯和/或醋酸丁酯，所述二甲苯和醋酸丁酯均可以采用市购产品，其中，所述二甲苯和醋酸丁酯均优选采用茂名石化生产的产品。
按照本发明，所述防沉剂、消泡剂和流平剂可以采用本领域技术人员熟知的牌号，优选的，所述防沉剂为SD-1膨润土，更优选为德谦公司生产的SD-1有机膨润土；所述消泡剂优选为破泡聚硅氧烷，更优选为德国BYK公司的BYK066N破泡聚硅氧烷化合物或BYK141破泡聚硅氧烷化合物；所述流平剂优选为丙烯酸酯类流平剂，更优选为德国BYK公司的BYK358聚丙烯酸酯流平剂。
催干剂优选采用锡催干剂或有机胺类催干剂，更优选采用沸点高的有机锡催干剂或型号为ZH300的有机胺类催干剂。本发明采用的有机锡催干剂优选为美国气体的型号为T-12的催干剂，成分为二月桂酸二丁锡，其在聚胺脂泡沫、涂层、黏附剂及密封剂的制造中用作催化剂，在室温下呈固态，在18℃以上呈液体状态，具有促进迅速固化及改良多项如压缩变形及撕裂耐力等主要机械性质的作用。另外，所述有机胺类催干剂优选采用泰州建业化工有限公司生产的型号为ZH300的有机胺类催干剂。
在组分A中，各组分的含量是影响最终制备的聚氨酯底漆的重要因素。因此，所述组分A优选包括以下成分：米糠油型醇酸树脂55～65重量份；硬脂酸锌3～5重量份；滑石粉5～15重量份；第一溶剂12～18重量份；防沉剂3～5重量份；消泡剂0.1～0.5重量份；流平剂0.2～0.5重量份；催干剂0.1～0.3重量份。
另外，组分B包括甲苯二异氰酸酯三聚体、甲苯二异氰酸酯固化剂和聚氨脂级溶剂。其中，甲苯二异氰酸酯三聚体简称TDI三聚体，该TDI三聚体优选采用拜耳公司生产的TDI三聚体，更优选为拜耳IL1451甲苯二异氰酸酯三聚体；甲苯二异氰酸酯固化剂即甲苯二异氰酸酯加成物，其优选采用拜耳公司生产的L75固化剂。所述组分B中所述聚氨脂级溶剂优选为二甲苯或醋酸丁酯。
在本发明中，组分B中各成分的重量份也是影响得到的聚氨酯底漆的性能的重要因素，因此，所述组分B优选包括以下成分：甲苯二异氰酸酯三聚体65～70重量份；甲苯二异氰酸酯固化剂12～15重量份；聚氨脂级溶剂20～30重量份。
按照本发明，由于甲苯二异氰酸酯三聚体和甲苯二异氰酸酯固化剂的含量较高，从而该聚氨酯底漆具有良好的低温干燥性。同时，由于米糠油型醇酸树脂的柔韧性能好，从而在与大量的甲苯二异氰酸酯三聚体与甲苯二异氰酸酯固化剂配套使用时避免了漆膜发脆的现象的发生。
综上所述，本发明提供的聚氨酯底漆具有优异的低温干燥性能，可快速干燥研磨，填充力好，具有不起痱子的施工特点，为木器的涂装提供一个高效率的涂装涂料产品，适用于木器办公家俱的涂装。
本发明提供的聚氨酯底漆分别以上述成分为原料，其制备方法可以采用本领域技术人员熟知的双组分漆的制备方法。相应的，本发明还提供一种聚氨酯底漆的制备方法，包括以下步骤：
将米糠油型醇酸树脂、硬脂酸锌、滑石粉、第一溶剂、防沉剂、消泡剂、流平剂和催干剂混合，分散均匀后形成组分A；将甲苯二异氰酸酯三聚体、甲苯二异氰酸酯固化剂和聚氨脂级溶剂混合得到组分B；将组分A和组分B混合得到聚氨酯底漆。
所述米糠油型醇酸树脂、硬脂酸锌、滑石粉、第一溶剂、防沉剂、消泡剂、流平剂、催干剂、甲苯二异氰酸酯三聚体、甲苯二异氰酸酯固化剂和聚氨脂级溶剂的重量比为(55～65)∶(3～5)∶(5～15)∶(12～20)∶(3～5)∶(0.1～0.5)∶(0.2～0.5)∶(0.1～0.3)∶(65～70)∶(12～15)∶(20～30)。
为了进一步说明本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明实施例中采用的化学试剂均为市购。
实施例1
组分A配方：
米糠油型醇酸树脂65克；
百利合基团生产的型号为BT1817的硬脂酸锌5克；
广西桂林桂华超细粉体材料有限公司生产的TP-1250的滑石粉10克；
茂名石化生产的二甲苯13克；
茂名石化生产的醋酸丁酯5克；
防沉剂SD-1膨润土0.5克；
消泡剂德国BYK公司的BYK141破泡聚硅氧烷化合物0.5克；
德国BYK公司的BYK358聚丙烯酸酯流平剂0.3克；
T12有机锡催干剂0.3克。
制备过程：
将醇酸树脂、二甲苯和醋酸丁酯依次加入反应釜中，中速分散均匀厚依次加入消泡剂和流平剂，中速分散10分钟后加入滑石粉、硬脂酸锌、防沉剂和催干剂，然后中速分散30分钟至细度≤55微米，得到组分A。
组分B配方：
拜耳公司TDI三聚体L-75 70克；
拜耳公司TDI加成物IL 1451 15克；
醋酸丁酯30克。
将拜耳公司TDI三聚体L-75、拜耳公司TDI加成物IL1451和醋酸丁酯混合，分散均匀后得到组分B。
将组分A和组分B混合，得到聚氨酯底漆，为半透明、微黄粘稠液体。喷涂施工后漆膜的表干时间≤20分钟；实干时间12h；15℃时可打磨时间≤3h，硬度≥H；附着力为一级；在60℃下连续100小时对形成的漆膜进行观察，该聚氨酯底漆不产生痱子泡。
实施例2
组分A配方：
米糠油型醇酸树脂60克；
百利合基团生产的型号为BT1817的硬脂酸锌5克；
广西桂林桂华超细粉体材料有限公司生产的TP-1250的滑石粉15克；
茂名石化生产的二甲苯13克；
茂名石化生产的醋酸丁酯5克；
防沉剂SD-1膨润土0.5克；
消泡剂德国BYK公司的BYK141破泡聚硅氧烷化合物0.5克；
德国BYK公司的BYK358聚丙烯酸酯流平剂0.3克；
泰州建业化工有限公司生产的型号为ZH300的有机胺类催干剂0.3克。
制备过程：
将醇酸树脂、二甲苯和醋酸丁酯依次加入反应釜中，中速分散均匀厚依次加入消泡剂和流平剂，中速分散10分钟后加入滑石粉、硬脂酸锌、防沉剂和催干剂，然后中速分散30分钟至细度≤55微米，得到组分A。
组分B配方：
拜耳公司TDI三聚体L-75 70克；
拜耳公司TDI加成物IL 1451 15克；
醋酸丁酯30克。
将拜耳公司TDI三聚体L-75、拜耳公司TDI加成物IL1451和醋酸丁酯混合，分散均匀后得到组分B。
将组分A和组分B混合，得到聚氨酯底漆，为半透明、微黄粘稠液体。喷涂施工后漆膜的表干时间≤20分钟；实干时间12h；15℃时可打磨时间≤3h，硬度≥H；附着力为一级；在60℃下连续100小时对形成的漆膜进行观察，该聚氨酯底漆不产生痱子泡。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种聚氨酯底漆，由组分A和组分B组成，所述组分A由以下成分组成：
米糠油型醇酸树脂50～70重量份；
硬脂酸锌3～5重量份；
滑石粉3～15重量份；
第一溶剂10～20重量份；
防沉剂3～5重量份；
消泡剂0.1～0.5重量份；
流平剂0.2～0.5重量份；
催干剂0.1～0.3重量份；
所述组分B由以下成分组成：
甲苯二异氰酸酯三聚体60～70重量份；
甲苯二异氰酸酯加成物10～15重量份；
聚氨酯级溶剂15～30重量份。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯底漆，其特征在于，所述组分A由以下成分组成：
米糠油型醇酸树脂55～65重量份；
硬脂酸锌3～5重量份；
滑石粉5～15重量份；
第一溶剂12～18重量份；
防沉剂3～5重量份；
消泡剂0.1～0.5重量份；
流平剂0.2～0.5重量份；
催干剂0.1～0.3重量份。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯底漆，其特征在于，所述组分B由以下成分组成：
甲苯二异氰酸酯三聚体65～70重量份；
甲苯二异氰酸酯加成物12～15重量份；
聚氨酯级溶剂20～30重量份。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯底漆，其特征在于，所述第一溶剂为二甲苯或醋酸丁酯。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯底漆，其特征在于，所述防沉剂为SD-1膨润土；所述消泡剂为破泡聚硅氧烷。
6.根据权利要求1所述的聚氨酯底漆，其特征在于，所述甲苯二异氰酸酯三聚体为拜耳IL1451甲苯二异氰酸酯三聚体，所述甲苯二异氰酸酯加成物为拜耳L-75固化剂。
7.根据权利要求1所述的聚氨酯底漆，其特征在于，聚氨酯级溶剂为二甲苯或醋酸丁酯。
8.一种权利要求1所述聚氨酯底漆的制备方法，包括以下步骤：
将米糠油型醇酸树脂、硬脂酸锌、滑石粉、第一溶剂、防沉剂、消泡剂、流平剂和催干剂混合，分散均匀后得到组分A；
将甲苯二异氰酸酯三聚体、甲苯二异氰酸酯加成物和聚氨酯级溶剂混合得到组分B；
将组分A和组分B混合得到聚氨酯底漆。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述米糠油型醇酸树脂、硬脂酸锌、滑石粉、第一溶剂、防沉剂、消泡剂、流平剂、催干剂、甲苯二异氰酸酯三聚体、甲苯二异氰酸酯加成物和聚氨酯级溶剂的重量比为（55～65）：（3～5）：（5～15）：（12～20）：（3～5）：（0.1～0.5）：（0.2～0.5）：（0.1～0.3）：（65～70）：（12～15）：（20～30）。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述甲苯二异氰酸酯三聚体为拜耳IL1451甲苯二异氰酸酯三聚体，所述甲苯二异氰酸酯加成物为拜耳L-75固化剂。
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