CN102618158B - 一种软质pvc涂装用水性金油及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种软质PVC涂装用水性金油及其制备方法,由A组分和B组分组成,A组份和B组份的重量份之比为8-10∶1,其中A组分包括如下重量份的各物质:高分子量水性聚氨酯分散体67-90%、去离子水3.5-30%、流平剂0.5-1%、分散剂0.5-1%、助剂0.5-1%;B组分包括如下重量份的各物质:水分散型聚异氰酸脂固化剂70-80%、二乙二醇单甲醚20-30%。所述软质PVC涂装用水性金油利用-NCO与水、-OH反应速率的不同,将水性聚氨酯树脂与能分散于水的多异氰酸酯固化剂进行交联反应,形成的双组分的水性聚氨酯树脂涂料,具有优异的涂膜光泽、硬度、耐化学品性和耐久性。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域,具体地,涉及一种软质PVC涂装用水性金油及其制备方法。
背景技术
水是纯洁的象征,这在化工领域也是如此,水性化技术代表的是环保、节能、和无害排放。而水性涂料和之前的溶剂涂料最大区别就在于,使用水作为溶剂,大大减少了有机溶剂挥发气体的排放(VOC),无论在涂料加工过程中,还是涂料涂覆中,低VOC都是低毒性的保证;其次水作为世界最为普遍的资源之一,大大简化了涂料稀释的工艺性;最后水性涂料方便运输和贮藏,这也是有机溶剂涂料(简称溶剂型涂料)无法比拟的。
相比于其它低污染涂料,水性涂料具有可实现技术途径多、应用面广、安全、施工相对简单等特点而成为首选品种,受到广大涂料科研人员和用户的关注。早在20世纪80年代末、90年代初,欧美等发达国家就已开展了水性塑料涂料的研究和开发工作,迄今已拥有大量专利。据报导,全球每年水性涂料的需求量以大于10%的速度递增,美国塑料用水性涂料增长到17%。我国要与世界接轨,也必须在塑料涂料的水性化、无污染化、低成本化上下功夫。水性塑料涂料的技术推广急需且迫切。目前可作水性涂料基料的树脂包括醇酸、环氧、丙烯酸、聚氨酯和聚酯树脂等,而且已产业化的整个水性树脂的特性,水性聚氨酯还是占上风的,但单组分的水性聚氨酯树脂的交联密度较低,其耐水、耐溶剂和耐热性能(耐黄变)比较差。而将水性聚氨酯树脂与含羟基的或环氧的水性树脂进行交联反应,形成的涂膜的双组分的水性聚氨酯树脂涂料性能达到溶剂型聚氨酯涂料的性能。
发明内容
为了克服单组分的水性聚氨酯树脂的缺陷,本发明提供了一种软质PVC涂装用水性金油及其制备方法,所述软质PVC涂装用水性金油利用-NCO与水、-OH反应速率的不同,将水性聚氨酯树脂与能分散于水的多异氰酸酯固化剂进行交联反应,形成的双组分的水性聚氨酯树脂涂料,具有优异的涂膜光泽、硬度、耐化学品性和耐久性。
本发明的技术方案如下:一种软质PVC涂装用水性金油,由A组分和B组分组成,A组份和B组份的重量份之比为8-10∶1,其中A组分包括如下重量份的各物质:
B组分包括如下重量份的各物质:
水分散型聚异氰酸脂固化剂 70-80%
二乙二醇单甲醚 20-30%
所述流平剂选用水性聚醚硅氧烷共聚物;所述分散剂选用水性高分子量阴离子聚合物;所述助剂选用结晶聚乙烯蜡。
所述高分子量水性聚氨酯分散体选用拜耳BayerBayhydrol PR340/1水性聚氨酯分散体;
所述水分散型聚异氰酸脂固化剂选用拜耳BayhydurXP2655固化剂。
可选择地,所述A组份中还包括5-10份重量的弹性粉。此时,所述软质PVC
涂装用水性金油涂膜光滑、弹性感好、柔韧性好。
可选择地,所述A组份中结晶聚乙烯蜡的重量份为1-2份。此时,所述软质PVC涂装用水性金油具有高抗刮性。
所述软质PVC涂装用水性金油的制备方法,包括如下步骤:
步骤1、按配方称量A组份和B组份各物质;
步骤2、将步骤1所称量高分子量水性聚氨酯分散体、分散剂、去离子水混合均匀,用搅拌机在25℃以1000rpm搅拌30分钟,得混合物一;
步骤3、将混合物一与步骤1所称量流平剂和助剂混合后,用搅拌机在25℃以1000rpm搅拌30分钟,得混合物二;
步骤4、将步骤1所称量水分散型聚异氰酸脂固化剂和二乙二醇单甲醚混合后,用搅拌机在25℃以600rpm搅拌10分钟,得混合物三;
步骤5、将混合物二和混合物三按8-10∶1的质量比例混合,搅拌均匀,即得所述软质PVC涂装用水性金油。
较佳地,所述A组份还包括5-10份重量的弹性粉,则步骤2中,将步骤1所称量高分子量水性聚氨酯分散体、分散剂、去离子水和弹性粉混合均匀,用搅拌机在25℃以1000rpm搅拌30分钟,使用砂磨机研磨到细度<10um得混合物一’;步骤3、将混合物一’与步骤1所称量流平剂和助剂混合后,用搅拌机在25℃以1000rpm搅拌30分钟,得混合物二’;
步骤4、将步骤1所称量水分散型聚异氰酸脂固化剂和二乙二醇单甲醚混合后,用搅拌机在25℃以600rpm搅拌10分钟,得混合物三’;
步骤5、将混合物二’和混合物三’按8-10∶1的质量比例混合,搅拌均匀,即得所述软质PVC涂装用水性金油。
水性聚氨酯也可分为聚氨酯水溶液、聚氨酯水分散体和聚氨酯乳液3种,聚氨酯水溶液在涂料中用得很少,后两者有时统称为聚氨酯乳液或聚氨酯水分散体。单组分聚氨酯涂料聚合物在成膜过程中交联密度较低,其耐水、耐溶剂和耐热性能(耐黄变)比较差。而将水性聚氨酯树脂与含羟基的或环氧的水性树脂进行交联反应,形成的双组分的水性聚氨酯涂料克服了单组分聚氨酯涂料的缺陷,然而双组分水性聚氨酯涂料存在水和-NCO的反应,干燥速度慢,在涂膜干燥过程中易产生气泡。本发明所述软质PVC涂装用水性金油利用-NCO与水和-OH反应速率的不同,分别配置含有活泼-NCO的聚异氰酸脂固化剂的B组分和含有可与-NCO反应的活泼氢(羟基)的高分子量水性聚氨酯分散体的A组分,施工前将A,B组分混合均匀,使之在成膜过程中,-NCO与-OH快速发生交联反应,从而提供成膜过程中的干燥速度,避免气泡产生,并赋予所述软质PVC涂装用水性金油涂膜性能好、成膜温度低、附着力强、耐磨性好、硬度高以及耐化学品性、耐候性好等优点。
另外,聚氨酯含有强极性异氰酸酯基(-NCO)、羟基(-OH)以及脲基等,分子间能形成氢键及范德华力,有较高的内聚力,对极性塑料表面具有很好地粘接力,然而对于非极性的PE、PP等塑料表面的粘接性却很差。为此,本发明所述软质PVC涂装用水性金油将高分子量水性聚氨酯分散体与水性高分子量阴离子聚合物、水性聚醚硅氧烷共聚物和结晶聚乙烯蜡反应,从而在聚氨酯树脂中接枝上化学性质、表面张力和溶解度参数与非极性的PE、PP相似的链段,从而提高聚氨酯树酯与非极性的PE、PP等塑料表面的粘接性,使所述水性金油适用于软质PVC涂装。
本发明的有益效果如下:本发明所述软质PVC涂装用水性金油,适用于非极性的PE、PP等塑料表面,成膜过程中干燥时间短,成膜后具有优异的涂膜光泽、硬度、耐化学品性和耐久性;其成分以水为主要介质,毒性低,大大减少对环境的污染;使用的多元醇体系为水性聚氨酯分散体,具有乳化能力,从而保证与聚异氰酸脂固化剂混合后,容易把聚异氰酸脂固化剂乳化,具有分散功能,使分散体粒径尽可能小,以便在水中更好地混合扩散;选用低粘度聚异氰酸脂固化剂,从而减少有机溶剂的用量、甚至不用有机溶剂、同时又能保证与含羟基组分很好地混合,与市场上现在的水性双组份金油相比、大大减少溶剂的排放量。
具体实施方式
实施例1:
一种软质PVC涂装用水性金油,由A组分和B组分组成,A组份和B组份的重量份之比为8∶1,其中A组分包括如下重量份的各物质:
B组分包括如下重量份的各物质:
水分散型聚异氰酸脂固化剂 75%
二乙二醇单甲醚 25%
所述流平剂选用水性聚醚硅氧烷共聚物;所述分散剂选用水性高分子量阴离子聚合物;所述助剂选用结晶聚乙烯蜡。
所述高分子量水性聚氨酯分散体选用拜耳BayerBayhydrol PR340/1水性聚氨酯分散体;
所述水分散型聚异氰酸脂固化剂选用拜耳BayhydurXP2655固化剂。
实施例2:
一种软质PVC涂装用水性金油,由A组分和B组分组成,A组份和B组份的重量份之比为9∶1,其中A组分包括如下重量份的各物质:
B组分包括如下重量份的各物质:
水分散型聚异氰酸脂固化剂 70%
二乙二醇单甲醚 30%
所述流平剂选用水性聚醚硅氧烷共聚物;所述分散剂选用水性高分子量阴离子聚合物;所述助剂选用结晶聚乙烯蜡。
所述高分子量水性聚氨酯分散体选用拜耳BayerBayhydrol PR340/1水性聚氨酯分散体;
所述水分散型聚异氰酸脂固化剂选用拜耳BayhydurXP2655固化剂。
实施例3
一种软质PVC涂装用水性金油,由A组分和B组分组成,A组份和B组份的重量份之比为10∶1,其中A组分包括如下重量份的各物质:
B组分包括如下重量份的各物质:
水分散型聚异氰酸脂固化剂 80%
二乙二醇单甲醚 20%
所述流平剂选用水性聚醚硅氧烷共聚物;所述分散剂选用水性高分子量阴离子聚合物;所述助剂选用结晶聚乙烯蜡。
所述高分子量水性聚氨酯分散体选用拜耳BayerBayhydrol PR340/1水性聚氨酯分散体;
所述水分散型聚异氰酸脂固化剂选用拜耳BayhydurXP2655固化剂。
实施例4
一种软质PVC涂装用水性金油,由A组分和B组分组成,A组份和B组份的重量份之比为8-10∶1,其中A组分包括如下重量份的各物质:
B组分包括如下重量份的各物质:
水分散型聚异氰酸脂固化剂 72%
二乙二醇单甲醚 28%
所述流平剂选用水性聚醚硅氧烷共聚物;所述分散剂选用水性高分子量阴离子聚合物;所述助剂选用结晶聚乙烯蜡。
所述高分子量水性聚氨酯分散体选用拜耳BayerBayhydrol PR340/1水性聚氨酯分散体;
所述水分散型聚异氰酸脂固化剂选用拜耳BayhydurXP2655固化剂。
实施例5
一种软质PVC涂装用水性金油,由A组分和B组分组成,A组份和B组份的重量份之比为8∶1,其中A组分包括如下重量份的各物质:
B组分包括如下重量份的各物质:
水分散型聚异氰酸脂固化剂 72%
二乙二醇单甲醚 28%
所述流平剂选用水性聚醚硅氧烷共聚物;所述分散剂选用水性高分子量阴离子聚合物;所述助剂选用结晶聚乙烯蜡。
所述高分子量水性聚氨酯分散体选用拜耳BayerBayhydrol PR340/1水性聚氨酯分散体;
所述水分散型聚异氰酸脂固化剂选用拜耳BayhydurXP2655固化剂。
所述软质PVC涂装用水性金油的制备方法,包括如下步骤:
步骤1、按配方称量A组份和B组份各物质;
步骤2、将步骤1所称量高分子量水性聚氨酯分散体、分散剂、去离子水和弹性粉混合均匀,用搅拌机在25℃以1000rpm搅拌30分钟,使用砂磨机研磨到细度<10um得混合物一’;
步骤3、将混合物一’与步骤1所称量流平剂和助剂混合后,用搅拌机在25℃以1000rpm搅拌30分钟,得混合物二’,保存备用;
步骤4、将步骤1所称量水分散型聚异氰酸脂固化剂和二乙二醇单甲醚混合后,用搅拌机在25℃以600rpm搅拌10分钟,得混合物三’,保存备用;
步骤5、使用前,将混合物二’和混合物三’按8∶1的质量比例混合,搅拌均匀,即得所述软质PVC涂装用水性金油。
实施例6
一种软质PVC涂装用水性金油,由A组分和B组分组成,A组份和B组份的重量份之比为9∶1,其中A组分包括如下重量份的各物质:
B组分包括如下重量份的各物质:
水分散型聚异氰酸脂固化剂 70%
二乙二醇单甲醚 30%
所述流平剂选用水性聚醚硅氧烷共聚物;所述分散剂选用水性高分子量阴离子聚合物;所述助剂选用结晶聚乙烯蜡。
所述高分子量水性聚氨酯分散体选用拜耳BayerBayhydrol PR340/1水性聚氨酯分散体;
所述水分散型聚异氰酸脂固化剂选用拜耳BayhydurXP2655固化剂。
所述软质PVC涂装用水性金油的制备方法,包括如下步骤:
步骤1、按配方称量A组份和B组份各物质;
步骤2、将步骤1所称量高分子量水性聚氨酯分散体、分散剂、去离子水混合均匀,用搅拌机在25℃以1000rpm搅拌30分钟,得混合物一;
步骤3、将混合物一与步骤1所称量流平剂和助剂混合后,用搅拌机在25℃以1000rpm搅拌30分钟,得混合物二,保存备用;
步骤4、将步骤1所称量水分散型聚异氰酸脂固化剂和二乙二醇单甲醚混合后,用搅拌机在25℃以600rpm搅拌10分钟,得混合物三,保存备用;
步骤5、使用前将混合物二和混合物三按9∶1的质量比例混合,搅拌均匀,即得所述软质PVC涂装用水性金油。
为了进一步说明本发明所述软质PVC涂装用水性金油的性能,本发明人参照中国环保标准(HJ/T 201-2005)和化工行业标准(HG/838-2006),检测了实施例6所制备的软质PVC涂装用水性金油的各项性能指标。检测结果如表1和表2所示。
表1参照中国环保标准(HJ/T 201-2005)检测实施例6所制备的
软质PVC涂装用水性金油的各项性能指标。
表2参照化工行业标准(HG/838-2006),检测实施例6所制备的
软质PVC涂装用水性金油的各项性能指标。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,其架构形式能够灵活多变,可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (4)
1.一种软质PVC涂装用水性金油,其特征在于,由A组分和B组分组成,A组分和B组分的重量之比为8-10:1,其中A组分由如下重量百分比的各物质组成:
上述各原料的百分比之和为100%;
B组分由如下重量百分比的各物质组成:
水分散型聚异氰酸酯固化剂 70-80%
二乙二醇单甲醚 20-30%
所述流平剂选用水性聚醚硅氧烷共聚物;所述分散剂选用水性高分子量阴离子聚合物;所述助剂选用结晶聚乙烯蜡;
所述高分子量水性聚氨酯分散体选用BayerBayhydrol PR340/1水性聚氨酯分散体。
2.如权利要求1所述的软质PVC涂装用水性金油,其特征在于,所述水分散型聚异氰酸酯固化剂选用拜耳BayhydurXP2655固化剂。
3.一种软质PVC涂装用水性金油,其特征在于,
由A组分和B组分组成,A组分和B组分的重量之比为8-10:1,其中A组分由如下重量百分比的各物质组成:
上述各原料的百分比之和为100%;
B组分由如下重量百分比的各物质组成:
水分散型聚异氰酸酯固化剂 70-80%
二乙二醇单甲醚 20-30%
所述流平剂选用水性聚醚硅氧烷共聚物;所述分散剂选用水性高分子量阴离子聚合物;所述助剂选用结晶聚乙烯蜡;
所述高分子量水性聚氨酯分散体选用BayerBayhydrol PR340/1水性聚氨酯分散体。
4.如权利要求1-2任一项所述的软质PVC涂装用水性金油的制备方法,其特征在于,包括按如下步骤:
步骤1、按配方称量A组分和B组分各物质;
步骤2、将步骤1所称量高分子量水性聚氨酯分散体、分散剂、去离子水混合均匀,用搅拌机在25℃以1000rpm搅拌30分钟,得混合物一;
步骤3、将混合物一与步骤1所称量流平剂和助剂混合后,用搅拌机在25℃以1000rpm搅拌30分钟,得混合物二;
步骤4、将步骤1所称量水分散型聚异氰酸酯固化剂和二乙二醇单甲醚混合后,用搅拌机在25℃以600rpm搅拌10分钟,得混合物三;
步骤5、将混合物二和混合物三按8-10:1的质量比例混合,搅拌均匀,即得所述软质PVC涂装用水性金油。
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