CN103897569A - 一种外墙涂料及其制备方法和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于涂料生产技术领域，具体为一种外墙涂料及其制备方法和使用方法，由主要成分为异氰酸酯封端预聚体和多异氰酸酯、其二聚体和其三聚体中的至少一种的A组分，以及主要成分为聚天门冬氨酸酯和聚合型改性聚天门冬氨酸酯的B组分组成，A、B组分分别混合均匀并独立包装。本发明的涂料具有良好的弹性，结合使用本发明所公开的聚天门冬氨酸酯和聚合型改性聚天门冬氨酸酯，可显著提高涂料的弹性和低温柔韧性，不易开裂，耐候性好，涂料可在低温寒冷地区使用。A、B组分中各物质以特定的比例配合，可使涂料不易开裂，可掩盖墙体的裂纹，同时兼具外墙防水的功能，施工简便，并可提高涂料的耐紫外线性能，保光保色性佳，能保持10-20年不变色。
Description
技术领域
本发明涉及涂料生产技术领域，尤其涉及一种外墙涂料及其制备方法和使用方法。
背景技术
聚天门冬氨酸酯涂料是近几年来聚脲领域发展起来的一种脂肪族、慢反应、高耐候、高性能的涂料，被称为第三代聚脲。聚天门冬氨酸酯涂料与传统的聚氨酯涂料相比，其主体树脂聚天门冬氨酸酯为仲氨基二胺，反应速度可调，易于实现厚涂、减少施工时间和次数，且性能优异；同时其具有高固低粘的特点，尤其适合生产环保涂料。可减少对人体危害，环保性能好。
目前，外墙涂料主要应用乳胶漆和氟碳外墙涂料等。虽然乳胶漆施工简便、环保，但其保光保色性差，易粉化，耐候性差、低温柔韧性差，易开裂；而氟碳外墙涂料虽具有超长的耐紫外线性能，但其弹性不足，低温柔韧性差，易开裂，在混凝土墙面上易出现开裂，不适合在低温寒冷地区使用。
发明内容
本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷，而提供一种低温柔韧性好、不开裂、可掩盖墙体裂纹，保光保色性佳，可防水的弹性外墙涂料。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种外墙涂料，由A组分和B组分组成，所述A组分由以下重量份额的物质组成：异氰酸酯封端预聚体25-58份，多异氰酸酯、其二聚体和其三聚体中的至少一种共2-35份；优选的，A组分中异氰酸酯基的质量百分比为9-11%。
所述B组分由以下重量份额的物质组成：聚天门冬氨酸酯10-40份，聚合型改性聚天门冬氨酸酯10-40份，颜填料和助剂共5-30份，溶剂20-40份。
所述A组分中的异氰酸酯基与B组分中的亚氨基的摩尔比为1:1。
所述异氰酸酯封端预聚体的单体为多异氰酸酯和多元醇，其官能度为2.0-2.5，异氰酸酯基的质量百分比为5-7%。优选的，所述多元醇为直链聚醚多元醇。
所述聚天门冬氨酸酯的结构通式为：
所述聚合型改性聚天门冬氨酸酯由至少两个聚天门冬氨酸酯单体通过环氧化合物或多异氰酸酯或多异氰酸酯多聚体聚合而成。
所述环氧化合物为乙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、聚氧化丙烯400二缩水甘油醚和烯丙基缩水甘油醚中的至少一种。
以上所述多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。
所述颜填料、助剂和溶剂为涂料中常规使用的颜填料、助剂和溶剂，填料如滑石粉、玻璃粉、高岭土、硫酸钙、硫酸钡、云母、二氧化硅和硅酸钙等；颜料如二氧化钛、炭黑等；助剂如消泡剂、流平剂、分散剂、防沉剂和消光剂等；溶剂如乙酸乙酯、乙酸丁酯、异丙醇、正丁醇、甲苯和环己酮等。
以上所述外墙涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1、向异氰酸酯封端预聚体中加入组成A组分的其余物质并混合均匀，得A组分；
S2、将聚天门冬氨酸酯、聚合型改性聚天门冬氨酸酯、填料、助剂和溶剂置于分散机上分散至少30min，得B组分；
S3、按异氰酸酯基（A组分）：亚氨基（B组分）=1:1分别称取A组分和B组分并分别独立包装。
以上所述外墙涂料的使用方法，将A组分和B组分按异氰酸酯基（A组分）：亚氨基（B组分）=1:1混合均匀得涂料混合物，然后将涂料混合物涂覆于待涂覆的外墙上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明以聚天门冬氨酸酯和聚合型改性聚天门冬氨酸酯作为涂料的主要成分之一，使涂料具有良好的弹性。并且结合使用本发明所公开的聚天门冬氨酸酯和聚合型改性聚天门冬氨酸酯，可显著提高涂料的弹性和低温柔韧性，在混凝土墙面上不易开裂，耐候性好，涂料可在低温寒冷地区使用。以特定配比的聚天门冬氨酸酯、聚合型改性聚天门冬氨酸酯、异氰酸酯封端预聚体和多异氰酸酯作为涂料的主要成分，并配以适量的常用助剂、颜料和填料，可使涂料不易开裂，可掩盖墙体的裂纹，同时兼具外墙防水的功能，施工简便，并可提高涂料的耐紫外线性能，保光保色性佳，能保持10-20年不变色。
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明。
本发明的外墙涂料由A组分和B组分组成。
A组分：异氰酸酯封端预聚体25-58重量份，多异氰酸酯、其二聚体和其三聚体中的至少一种共2-35重量份，并使A组分中异氰酸酯基的质量百分比为10%。
B组分：聚天门冬氨酸酯10-40重量份，聚合型改性聚天门冬氨酸酯10-40重量份，填料、颜料和助剂共5-30份，溶剂20-40份。
按异氰酸酯基（A组分）：亚氨基（B组分）=1:1分别称取A组分和B组分构成涂料。
异氰酸酯封端预聚体的单体为多异氰酸酯和多元醇，即异氰酸酯封端预聚体由多异氰酸酯与多元醇聚合而成。异氰酸酯封端预聚体的官能度为2.0-2.5，异氰酸酯基的质量百分比为5-7%。
聚天门冬氨酸酯的结构通式为：
聚合型改性聚天门冬氨酸酯由至少两个聚天门冬氨酸酯单体通过环氧化合物或多异氰酸酯或多异氰酸酯多聚体聚合而成。
以上所述环氧化合物为乙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、聚氧化丙烯400二缩水甘油醚和烯丙基缩水甘油醚中的至少一种。
以上所述多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。所述多元醇为直链聚醚多元醇。
外墙涂料的制备方法：
向多元醇中加入多异氰酸酯，使多元醇与多异氰酸酯发生聚合反应形成异氰酸酯封端预聚体，然后加入A组分的其余物质并混合均匀，得A组分。
将B组分中的各物质加入分散机中，通过分散机分散30min以上，得B组分。
按异氰酸酯基（A组分）：亚氨基（B组分）=1:1分别称取A组分和B组分并分别独立包装。
实施例1-6的B组分中：消泡剂0.5重量份,流平剂0.5重量份,分散剂0.3重量份,防沉剂0.5重量份，消光剂0.2重量份,填料25重量份,颜料3重量份，溶剂30重量份。A组分和组成B组分的其余物质如下表1所示。
表1实施例1-6的A组分和B组分中其余各物质及重量份额
（表1中，IPDI为异佛尔酮二异氰酸酯，HMDI为二环己基甲烷二异氰酸酯，环氧669为乙二醇二缩水甘油醚，TDI为甲苯二异氰酸酯，PPG为聚氧化丙烯二醇，PIG为聚氧四亚甲基二醇，HDI六亚甲基二异氰酸酯，MDI为二苯基甲烷二异氰酸酯。）
实施例7-10的A组分与实施例2的相同，B组分由30重量份聚天门冬氨酸酯（R=正丙基，X=环己基）和10重量份聚合型改性聚天门冬氨酸酯（2个R为丙基的聚天门冬氨酸酯单体与环氧669聚合而成），及如下表2所示的助剂、填料、颜料和溶剂组成。
表2实施例7-10的B组分中的颜填料、助剂和溶剂的重量份额
| 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | |
| 消泡剂 | 0.5 | 0.2 | 0.5 | 0.3 |
| 流平剂 | 0.5 | 0.2 | 0.4 | 0.5 |
| 分散剂 | 0.3 | 0.2 | 0.5 | 0.3 |
| 防沉剂 | 0.5 | 0.2 | 0.5 | 0.4 |
| 消光剂 | 0.2 | 0.2 | 0.1 | 0.1 |
| 填料 | 3 | 25 | 20 | 25 |
| 颜料 | -- | 3 | 3 | 3 |
| 溶剂 | 20 | 40 | 30 | 30 |
以上使用的颜填料、助剂和溶剂是涂料中常规使用的填料、颜料、助剂和溶剂。如填料可选用滑石粉、玻璃粉、高岭土、硫酸钙、硫酸钡、云母、二氧化硅和硅酸钙等中的任一种。颜料可选用二氧化钛、炭黑等中的任一种。消泡剂可选用BYK-A501、BYK-057、BYK-066N、TEGO-900和EFKA-2722等中的任一种。流平剂可选用BYK-320、BYK-333、EFKA-3777和TEGO-1484等中的任一种。防沉剂可选用气相白炭黑、SD-2和R-972等中的任一种。分散剂可选用丙烯酸及其酯类聚合物分散剂（BEVALOIDDP270）、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物（改性聚羧酸盐XT-2000）、高分子型超分散剂（S-800）等中的任一种。溶剂可以选用乙酸乙酯、乙酸丁酯、异丙醇、正丁醇、甲苯、甲苯和环己酮等中的任一种。
比较例1
以实施例2为参照，比较例1与实施例2不同之处为：将B组分中的聚合型改性聚天门冬氨酸酯替换为聚天门冬氨酸酯。B组分的其它物料与实施例2的相同，且A组分与实施例2的相同。制备方法亦与实施例2的制备方法相同。
比较例2
以实施例2为参照，比较例1与实施例2不同之处为：将A组分中的异氰酸酯封端预聚体替换为多异氰酸酯或多异氰酸酯二聚体或多异氰酸酯三聚体。A组分的其它物料与实施例2的相同，且B组分与实施例2的相同。
制备方法亦与实施例2的制备方法相同。
分别检测以上实施例1-10和比较例1-2制备的涂料的性能。将分散好的A组分和B组分（实施例1-10的A组分中NCO与B组分中NH的摩尔比为1:1）混合均匀，然后制板检测，涂膜厚度为0.5-0.6mm，检测方法按标准GB/T19250《聚氨酯外墙涂料》规定进行，检测结果如下表3和表4所示。
表3实施例1-6制备的涂料的性能检测结果
（表中3中，a指起泡，b指变皱纹，c指变色，d指脱落。）
表4实施例1-4和比较例1-2制备的涂料的性能检测结果
（表中4中，a指起泡，b指变皱纹，c指变色，d指脱落。）
以上实施例1-10所制备的涂料的使用方法为，将A组分和B组分（A组分中NCO与B组分中NH的摩尔比为1:1）混合均匀得涂料混合物，然后将涂料混合物涂覆于待涂覆的外墙上。
以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。
Claims (10)
1.一种外墙涂料，包括A组分和B组分，其特征在于，
所述A组分由以下重量份额的物质组成：异氰酸酯封端预聚体25-58份，多异氰酸酯、其二聚体和其三聚体中的至少一种共2-35份；
所述B组分由以下重量份额的物质组成：聚天门冬氨酸酯10-40份，聚合型改性聚天门冬氨酸酯10-40份，填料、颜料和助剂共5-30份，溶剂20-40份。
2.根据权利要求1所述一种外墙涂料，其特征在于，所述异氰酸酯封端预聚体的单体为多异氰酸酯和多元醇，其官能度为2.0-2.5，异氰酸酯基的质量百分比为5-7%。
3.根据权利要求2所述一种外墙涂料，其特征在于，所述聚天门冬氨酸酯的结构通式为：
其中，R是碳原子数为2-4的烷基，X是碳原子数为6-10的直链烷基或二环己基甲烷。
4.根据权利要求3所述一种外墙涂料，其特征在于，所述聚合型改性聚天门冬氨酸酯由至少两个聚天门冬氨酸酯单体通过环氧化合物或多异氰酸酯或多异氰酸酯多聚体聚合而成。
5.根据权利要求4所述一种外墙涂料，其特征在于，所述环氧化合物为乙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、聚氧化丙烯400二缩水甘油醚和烯丙基缩水甘油醚中的至少一种。
6.根据权利要求1-5任一项所述一种外墙涂料，其特征在于，所述多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。
7.根据权利要求6所述一种外墙涂料，其特征在于，所述A组分中异氰酸酯基的质量百分比为9-11%。
8.根据权利要求7所述一种外墙涂料，其特征在于，所述填料包括滑石粉、玻璃粉、高岭土、硫酸钙、硫酸钡、云母、二氧化硅和硅酸钙中的至少一种；所述助剂包括消泡剂、流平剂、分散剂、防沉剂和消光剂中的至少一种。
9.一种如权利要求1所述外墙涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、向异氰酸酯封端预聚体中加入组成A组分的其余物质并混合均匀，得A组分；
S2、将聚天门冬氨酸酯、聚合型改性聚天门冬氨酸酯、填料、助剂和溶剂置于分散机上分散至少30min，得B组分；
S3、按A组分中的异氰酸酯基：B组分中的亚氨基=1:1分别称取A组分和B组分并分别独立包装。
10.一种如权利要求1所述外墙涂料的使用方法，其特征在于，将A组分和B组分混合均匀得涂料混合物，然后将涂料混合物涂覆于待涂覆的外墙上。
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