CN104130691B - 一种溶剂型双组份弹性聚酯/聚氨酯抗风沙火车涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种溶剂型双组份弹性聚酯/聚氨酯抗风沙火车涂料，由组分A主剂和组分B固化剂组成，组分A中弹性聚酯树脂6-15％，丙烯酸改性聚酯树脂48-62％，流平剂2-4％，光稳定剂1-3％，催化剂0.2-0.4％，丙二醇甲醚醋酸酯15-20％，乙酸丁酯2-5％，3-甲基-3-甲氧基乙酸丁酯3-5％；组分B中六亚甲基二异氰酸酯75％-100％，丙二醇甲醚醋酸酯0-25％；组分A与组分B的质量配比为5:1。本发明涂料弹性好，耐冲击性强，保光性高，耐候、耐腐蚀及抗风沙撞击性好，特别适用于高寒抗风沙列车。

Description

一种溶剂型双组份弹性聚酯/聚氨酯抗风沙火车涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其是涉及一种用于火车抗风沙的溶剂型双组份弹性聚酯/聚氨酯涂料及其制备方法。

背景技术

随着我国高速机车技术的不断发展，动车高铁线路已经延伸到了中西部地区。但该地区的气候条件非常恶劣，主要体现在海拔高，紫外线照射强，昼夜温差大，风沙猛烈等方面，极易对高速运行下的机车涂膜表面造成严重损蚀。兰州—乌鲁木齐线动车组列车为我国西北部地区第一批高寒耐风沙列车，目前已经进入线路实验阶段，列车设计时速为250km/h，大大高于之前该类型线路低速列车的速度，这意味着车体表面涂层会受到更多高速运动中的石子、沙粒的撞击及更大的横向剪切摩擦力。

此前该类型线路列车偏重选择用于风力发电装置的高耐候性的脂肪族丙烯酸-聚氨酯体系的涂料，此类涂料的耐候性虽好，却无法承受高强度风沙打磨损蚀，易造成涂膜损伤，光泽严重下降等问题，不能满足此类高速列车要求。要想消除问题，就需要寻找一种耐风沙冲击性强，延伸率及恢复率高的树脂来改进原有体系。

弹性聚酯树脂在涂料领域主要被用于制作弹性手感漆，其优点为：涂膜柔性较好，延伸率及弹缩性高，耐温变耐绝缘性能佳，耐磨性好并可一定程度上的自修复。但其单独用于制作抗风沙涂料存在以下缺点：1、完全固化时间长，延误生产周期；2、耐候性差，无法适应西部气候特点；3、光泽低，易沾灰，无法做成美观的高光泽效果；4、因其柔软耐磨，一旦损伤，很难进行大面积修补，不适合火车体的涂装。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本申请提供了一种溶剂型双组份弹性聚酯/聚氨酯抗风沙火车涂料及其制备方法。本发明采用弹性聚酯树脂-聚氨酯拼接改性的创新技术，制成的涂料弹性好，耐冲击性强，保光性高，耐候、耐腐蚀及抗风沙撞击性好。

本发明的技术方案如下：

一种溶剂型双组份弹性聚酯/聚氨酯抗风沙火车涂料，由组分A主剂和组分B固化剂组成，组分A与组分B的质量配比为5:1；

所述组分A主剂的原料及各原料的重量百分数为：

所述组分B固化剂的原料及各原料的重量百分数为：

六亚甲基二异氰酸酯75-100％

丙二醇甲醚醋酸酯0-25％；

所述弹性聚酯树脂为广州新颖元公司生产的NBK-770轻度支链化线性聚酯，羟值为35-115mgKOH/g；

所述丙烯酸改性聚酯树脂为广州新颖元公司生产的NBK-772耐候树脂，羟值为50-100mgKOH/g；

所述流平剂为拜耳公司生产的聚醚改性硅氧烷产品、伊士曼公司的CAB产品中的一种或多种；所述光稳定剂为CIBA公司生产的苯三唑甲酚；所述催化剂为市售有机锡类催化剂；

所述六亚甲基二异氰酸酯为拜耳或旭化成公司生产的脂肪族异氰酸酯产品。

一种溶剂型双组份弹性聚酯/聚氨酯抗风沙火车涂料的制备方法，具体工艺步骤如下：

(1)组分A主剂的制备：

①先将弹性聚酯树脂6-15％、丙烯酸改性聚酯树脂48-62％、丙二醇甲醚醋酸酯15-20％预混合，并以800-1200转/分钟的转速搅拌分散5-10分钟；

②600-800转/分钟搅拌状态下，向步骤①所得的混合料中，加入3-甲基-3-甲氧基乙酸丁酯3-5％、流平剂2-4％、光稳定剂1-3％、催化剂0.2-0.4％，以1500-2000转/分钟的转速搅拌分散10-15分钟；

③600-800转/分钟搅拌状态下，向步骤②所得的混合料中，加入乙酸丁酯2-5％，调整粘度后成为成品；

(2)组分B固化剂制备：

将六亚甲基二异氰酸酯75-100％、丙二醇甲醚醋酸酯0-25％在800-1200转/分钟的转速下，搅拌分散5分钟制成组分B；

所述步骤(1)所得的组分A的粘度23℃温度时，采用DIN4号杯检测，粘度为30±3秒；固含量55-58％；

所述步骤(1)、(2)的制备过程中温度不低于0℃且不高于45℃。

本发明有益的技术效果在于：

1、本发明由弹性聚酯树脂配合丙烯酸改性聚酯树脂，通过添加助剂、溶剂等制成抗风沙涂料主剂，以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)作固化剂，主剂与固化剂分别保存，产品储存稳定性好；

2、本发明产品可在室温状态下自行固化，也可在60-100℃范围内烘烤固化，获得足够的机械强度，可以方便地进行包装运输和安装操作；

3、本发明产品无重金属原料，符合RoHS指令的环保要求；

4、本发明产品在12级(>32.6m/s)风速下，1小时内以90°角对漆膜表面处以含饱和砂石量空气(639kg/m3/h)的冲击，漆膜表面无破损，失光率在30％以下，大幅领先于其他抗风沙涂料；

5、本发明产品在紫外线强度极大的光照强度下长久运行时，可保证颜色值及光泽变化等级<＝1级(根据GB/T1766评定)；

6、本发明产品可局部或者大面修补，修补后光泽外观基本达到原样的效果，目视无明显差别；

7、本发明产品适用于钢、铝、铝合金、塑料、玻璃纤维等底材的涂装，传统空气喷涂、无气喷涂及混气喷涂均可使用；

8、本发明产品被北车集团—长春轨道客车股份有限公司选作高寒抗风沙列车指定油漆。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进行具体描述。

实施例1

本发明为一种溶剂型双组份弹性聚酯/聚氨酯抗风沙火车涂料的制备方法，采用以下工艺步骤，其配方比例按重量百分数计：

(1)组分A主剂的制备：

①先将弹性聚酯树脂7％、丙烯酸改性聚酯树脂60％、丙二醇甲醚醋酸酯20％预混合，并以800转/分钟的转速搅拌分散10分钟；

②800转/分钟搅拌状态下，向步骤①所得的混合料中，加入3-甲基-3-甲氧基乙酸丁酯3％、流平剂2％、光稳定剂2.8％、催化剂0.2％，以1500转/分钟的转速搅拌分散15分钟；

③800转/分钟搅拌状态下，向步骤②所得的混合料中，加入乙酸丁酯5％，调整粘度后成为成品。粘度：30±3秒；所述粘度用DIN4号杯，在23℃温度下测量；固含量55％；

(2)组分B固化剂制备：

将六亚甲基二异氰酸酯90％、丙二醇甲醚醋酸酯10％在1200转/分钟的转速下，搅拌分散5分钟制成组分B；

上述分散及研磨过程中温度为17℃。

实施例2

本发明为一种溶剂型双组份弹性聚酯/聚氨酯抗风沙火车涂料的制备方法，采用以下工艺步骤，其配方比例按重量百分数计：

①先将弹性聚酯树脂10％、丙烯酸改性聚酯树脂56％、丙二醇甲醚醋酸酯20％预混合，并以1000转/分钟的转速搅拌分散8分钟；

②800转/分钟搅拌状态下，向步骤①所得的混合料中，加入3-甲基-3-甲氧基乙酸丁酯4％、流平剂2.2％、光稳定剂2.5％、催化剂0.3％，以2000转/分钟的转速搅拌分散10分钟；

③700转/分钟搅拌状态下，向步骤②所得的混合料中，加入乙酸丁酯5％，调整粘度后成为成品。粘度：30±3秒；所述粘度用DIN4号杯，在23℃温度下测量；固含量58％；

(2)组分B固化剂制备：

将六亚甲基二异氰酸酯75％、丙二醇甲醚醋酸酯25％在900转/分钟的转速下，搅拌分散8分钟制成组分B；

上述分散及研磨过程中温度为30℃。

实施例3

本发明为一种溶剂型双组份弹性聚酯/聚氨酯抗风沙火车涂料的制备方法，采用以下工艺步骤，其配方比例按重量百分数计：

(1)组分A主剂的制备：

①先将弹性聚酯树脂12％、丙烯酸改性聚酯树脂55％、丙二醇甲醚醋酸酯18％预混合，并以1200转/分钟的转速搅拌分散6分钟；

②700转/分钟搅拌状态下，向步骤①所得的混合料中，加入3-甲基-3-甲氧基乙酸丁酯5％、流平剂4％、光稳定剂2％、催化剂0.4％，以1800转/分钟的转速搅拌分散12分钟；

③700转/分钟搅拌状态下，向步骤②所得的混合料中，加入乙酸丁酯3.6％，调整粘度后成为成品。粘度：30±3秒；所述粘度用DIN4号杯，在23℃温度下测量；固含量58％；

(2)组分B固化剂制备：

将六亚甲基二异氰酸酯80％、丙二醇甲醚醋酸酯20％在800转/分钟的转速下，搅拌分散10分钟制成组分B；

上述分散及研磨过程中温度为25℃。

实施例4

本发明为一种溶剂型双组份弹性聚酯/聚氨酯抗风沙火车涂料的制备方法，采用以下工艺步骤，其配方比例按重量百分数计：

(1)组分A主剂的制备：

①先将弹性聚酯树脂15％、丙烯酸改性聚酯树脂53％、丙二醇甲醚醋酸酯16％预混合，并以900转/分钟的转速搅拌分散10分钟；

②750转/分钟搅拌状态下，向步骤①所得的混合料中，加入3-甲基-3-甲氧基乙酸丁酯5％、流平剂4％、光稳定剂3％、催化剂0.4％，以1600转/分钟的转速搅拌分散12分钟；

③750转/分钟搅拌状态下，向步骤②所得的混合料中，加入乙酸丁酯3.6％，调整粘度后成为成品。粘度：30±3秒；所述粘度用DIN4号杯，在23℃温度下测量；固含量56％；

(2)组分B固化剂制备：

将六亚甲基二异氰酸酯85％、丙二醇甲醚醋酸酯15％在1000转/分钟的转速下，搅拌分散8分钟制成组分B；

上述分散及研磨过程中温度为25℃。

本发明所用的主要原料名称及来源列举见下表1，但不仅限于所列药品：

表1

原料	生产厂家	规格型号
			弹性聚酯树脂	广州新颖元公司	NBK-770
丙烯酸改性聚酯树脂	广州新颖元公司	NBK-772
			流平剂	伊士曼公司	CAB
光稳定剂	CIBA公司	苯三唑甲酚
			催化剂	市售	二月桂酸二丁基锡
六亚甲基二异氰酸酯	旭化成公司	HDI

测试例：涂料应用及涂膜性能测试

使用本发明涂料时，将组分A与组分B按照5:1的质量配比混合，在800-1000转/分钟的转速下搅拌5分钟使其混合均匀，采用压缩空气喷涂的方式，将实施例1与2所得的涂料涂于经打磨平整的环氧底漆或聚氨酯底色漆基材，按工艺成膜采用1.3-1.8mm口径喷枪，在20-25℃，相对湿度小于70％的环境下喷涂两遍，每遍湿膜厚度50-60μm，中间间隔15分钟，喷涂完成后常温闪干30分钟后烘烤60℃/2小时达到实干。施工适用期：≥4h；干燥时间：表干≤2h，实干≤16h；附着力：GT0-1级。实施例1和2的涂膜的各项性能见表2。

表2涂膜性能测试

耐风沙性能：风向与试板夹角90°、12级风速的风沙打磨1小时后观察漆膜有无破损。

从表2涂膜的性能测试结果可以看出，本发明产品技术指标可以达到《TB/T2393-2001铁路机车车辆用面漆》中关于面漆的技术指标，除此之外，本发明涂料的耐风沙性能卓越，12级风速的风沙打磨1小时后，漆膜都没有破损；可修补性好，修补前后漆膜的光泽、颜色都没有明显的区别，综上本发明涂料的综合性能良好，达到抗风沙火车涂料的要求，本发明将有很广阔的市场前景。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种溶剂型双组份弹性聚酯/聚氨酯抗风沙火车涂料，其特征在于由组分A主剂和组分B固化剂组成，组分A与组分B的质量配比为5:1；

所述组分A主剂的原料及各原料的重量百分数为：

所述组分B固化剂的原料及各原料的重量百分数为：

六亚甲基二异氰酸酯75-90％

丙二醇甲醚醋酸酯10-25％；

所述弹性聚酯树脂为广州新颖元公司生产的NBK-770轻度支链化线性聚酯，羟值为35-115mgKOH/g；

所述丙烯酸改性聚酯树脂为广州新颖元公司生产的NBK-772耐候树脂，羟值为50-100mgKOH/g。

2.一种由权利要求1所述溶剂型双组份弹性聚酯/聚氨酯抗风沙火车涂料的制备方法，其特征在于采用以下工艺步骤制得：

(1)组分A主剂的制备：

①先将弹性聚酯树脂6-15％、丙烯酸改性聚酯树脂48-62％、丙二醇甲醚醋酸酯15-20％预混合，并以800-1200转/分钟的转速搅拌分散5-10分钟；

②600-800转/分钟搅拌状态下，向步骤①所得的混合料中，加入3-甲基-3-甲氧基乙酸丁酯3-5％、流平剂2-4％、光稳定剂1-3％、催化剂0.2-0.4％，以1500-2000转/分钟的转速搅拌分散10-15分钟；

③600-800转/分钟搅拌状态下，向步骤②所得的混合料中，加入乙酸丁酯2-5％，调整粘度后成为成品；

(2)组分B固化剂制备：

将六亚甲基二异氰酸酯75-90％、丙二醇甲醚醋酸酯10-25％在800-1200转/分钟的转速下，搅拌分散5-10分钟制成组分B。

3.根据权利要求1所述的溶剂型双组份弹性聚酯/聚氨酯抗风沙火车涂料，其特征在于所述流平剂为拜耳公司生产的聚醚改性硅氧烷产品、伊士曼公司的CAB产品中的一种或多种；所述光稳定剂为CIBA公司生产的苯三唑甲酚；所述催化剂为市售有机锡类催化剂。

4.根据权利要求1所述的溶剂型双组份弹性聚酯/聚氨酯抗风沙火车涂料，其特征在于所述六亚甲基二异氰酸酯为拜耳或旭化成公司生产的六亚甲基二异氰酸酯。

5.根据权利要求2所述的一种溶剂型双组份弹性聚酯/聚氨酯抗风沙火车涂料的制备方法，其特征在于所述步骤(1)所得的组分A的粘度为：23℃温度时，采用DIN4号杯检测，粘度为30±3秒；固含量55-58％。

6.根据权利要求2所述的一种溶剂型双组份弹性聚酯/聚氨酯抗风沙火车涂料的制备方法，其特征在于所述步骤(1)、(2)的制备过程中温度不低于0℃且不高于45℃。