CN104449304B - 一种聚氨酯涂料组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种聚氨酯涂料组合物及其制备方法，该聚氨酯涂料组合物包括以下重量份的组分：热固型树脂 40~50份；化工溶剂油3.5~6份；防沉剂0.3~0.5份；润湿分散剂1~2份；脱泡剂0.2~0.3份；触变剂0.3~0.5份；填料2~50份；屏蔽剂5~7份；紫外光吸收剂0.3~0.5份；降光泽剂0~4份；溶剂6~20.7份；固化剂8~10份。本发明聚氨酯涂料组合物耐候性出色，耐酸性、耐碱性、耐水性优良，即拥有环氧涂料优秀的防腐蚀性能，又具有优秀的户外耐候性，不易粉化，不会黄变。本发明可以喷涂，刷涂，滚涂，操作方式灵活多样，有很好的附着力，自身可重涂性强，溶剂挥发少，低碳环保，对人体无害。

Description

一种聚氨酯涂料组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料组合物及其制备方法，特别涉及一种聚氨酯涂料组合物及其制备方法。

背景技术

涂料是一种含颜料或不含颜料的，用树脂及油等制成的化工产品。将涂料涂覆在物体表面上能够干结成膜，使被涂物体的表面与环境介质相隔离，从而对被涂物体起到的保护和装饰的作用。根据功能不同，涂料包括：装饰涂料、防腐涂料、隔热涂料和防火涂料等。近年来，随着人们环境保护意识不断增强，对自身健康不断关注，迫切需要一种既环保低碳，又对施工人员自身没有太大毒害的涂料。

现有聚氨酯涂料一般都是装饰效果突出，具有很高的丰满度和光泽，可以配出花样繁多的色泽，漆膜外观也可以拥有各种效果，如波纹，洒点，锤纹，裂纹等多种装饰效果。柔性和刚性也可以不同搭配，既可以做出表面硬度很高，耐刮伤的聚氨酯涂料，也可以做出有很高弹性，如同橡胶一样的弹性聚氨酯涂料。但是，能够同时兼顾装饰性和耐腐蚀性，耐候性于一身的聚氨酯涂料少之又少。

因此，需要一种既相对环保、快速固化、具有优异装饰性、户外耐候性好，又能够提供较好的柔韧性、耐酸、耐碱、耐水性能的涂料。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种既具有优秀的装饰性，又具有较好的耐化学品腐蚀性和户外耐候性的聚氨酯涂料组合物及其制备方法。

鉴于此，本发明提供一种聚氨酯涂料组合物，其特征在于包含以下重量份的组分：

热固型树脂 40~50份；

化工溶剂油 3.5~6份；

防沉剂 0.3~0.5份；

润湿分散剂 1~2份；

脱泡剂 0.2~0.3份；

触变剂 0.3~0.5份；

填料 2~50份；

屏蔽剂 5~7份；

紫外光吸收剂 0.3~0.5份；

降光泽剂 0~4份；

溶剂 6~20.7份；

固化剂 8~10份。

优选的，所述填料进一步包括以下重量份的组分：

遮盖力增强填料 0~24份；

体质填料 2~26份。

优选的，所述热固型树脂为无卤无苯改性的高羟值丙烯酸聚合物。

优选的，所述化工溶剂油为丙二醇甲醚醋酸酯；

优选的，所述防沉剂为脂肪酸酰胺蜡；所述润湿分散剂为聚氨酯改性高分子化合物。

优选的，所述脱泡剂为不含有机硅的破泡聚合物溶液；所述触变剂为气相二氧化硅。

更优的，所述遮盖力增强填料为氯化法二氧化钛；所述体质填料为滑石粉。

优选的，所述屏蔽剂为绢云母；所述紫外光吸收剂为苯并三唑。

优选的，所述降光泽剂为超细二氧化硅；所述溶剂为芳香烃。

优选的，所述固化剂为聚亚甲基二异氰酸酯；

本发明还提供一种聚氨酯涂料组合物的制备方法，包括如下步骤：

将40~50份热固型树脂、3.5~6份化工溶剂油、0.3~0.5份防沉剂、1~2份润湿分散剂、0.2~0.3份脱泡剂、0.3~0.5份触变剂、2~50份填料、0.3~0.5份紫外光吸收剂、5~7份屏蔽剂、0~4份降光泽剂、6~20.7份溶剂，进行高速1500r/min分散15min，最后再加入8~10份固化剂，手动搅拌均匀即可。

本发明聚氨酯涂料组合物为双组份涂料，不用加入固化剂，可以保存1年，施工之前再加入固化剂，充分搅拌，使用时间为6小时。本发明聚氨酯涂料组合物可以刷涂，滚涂和喷涂，既拥有良好的装饰效果，又具有很好的户外耐候，耐水、耐碱、耐酸等多种化学品侵蚀。与现有的聚氨酯涂料相比，本发明的聚氨酯涂料组合物不含卤族元素，在发生火灾被灼烧时，基本不会产生有毒的卤族气体，也不会产生大量烟雾；在户外耐候性方面，能够更长时间保持原有漆膜色泽以及丰满度，不会很快的老化和风化；本发明中热固性树脂不含苯环，漆膜本身拥有更加出色的柔性和弹性，在漆膜受到外界应力撞击时，可以很快恢复原始形态而不会被划伤或形变，具有更好的耐刮伤性能；本发明中热固型树脂为高羟值树脂，与固化剂反应后，形成的漆膜能够更好的抵抗化学品腐蚀，比如酸碱等化学品，漆膜本身交联密度变大，即使长时间浸泡在酸碱溶液中，也不会起泡开裂。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，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，而不是对本发明的限制。

本发明聚氨酯涂料组合物，包括以下重量份的组分：

热固型树脂 40~50份；

化工溶剂油 3.5~6份；

防沉剂 0.3~0.5份；

润湿分散剂 1~2份；

脱泡剂 0.2~0.3份；

触变剂 0.3~0.5份；

填料 2~50份；

屏蔽剂 5~7份；

紫外光吸收剂 0.3~0.5份；

降光泽剂 0~4份；

溶剂 6~20.7份；

固化剂 8~10份。

所述填料进一步包括以下重量份的组分：

遮盖力增强填料 0~24份；

体质填料 2~26份。

本发明聚氨酯涂料组合物为双组份型，在使用之前，不用添加固化剂，需要使用时按照比例加入适量固化剂，在规定时间内使用完，即可达到涂装效果。

本发明中，热固型树脂与固化剂反应，形成重复的氨基甲酸酯基团，借助热固型树脂和固化剂本身携带的侧链大分子，使本发明聚氨酯涂料组合物拥有很好的弹性性能，柔韧性优秀，并且具有耐老化性，和出色的耐化学品腐蚀性能。本发明采用的热固型树脂为无卤无苯改性的高羟值丙烯酸聚合物，该聚合物不含苯和卤族元素，分子主链由多羟基官能团和丙烯酸聚合物组成，其中丙烯酸部分是多种类型的丙烯酸单体共聚物。具体采用纽佩斯树脂(佛山)有限公司的1196。

所述化工溶剂油的作用在于溶解树脂，使其他组分能够更好的分散于树脂中并保持体系较低的粘度。作为优选方案，化工溶剂油为丙二醇甲醚醋酸酯，具体如：江苏华伦集团公司的PMA。

所述润湿分散剂的作用是使各种颜填料表面充分润湿，并均匀的分散在树脂当中，长期存放也不会絮凝结块。本发明中润湿分散剂优选采用聚氨酯改性高分子化合物，具体如：瑞士汽巴精化公司埃夫卡助剂EFKA-4010。

触变剂的作用在于提供聚氨酯涂料组合物的触变性，保证在施工后立面或者倾斜面的涂料不会流挂，同时保证聚氨酯涂料在储存过程中不会发生分层和沉淀现象。本发明中触变剂优选采用气相法二氧化硅，具体如：德国德固赛公司的R-972。

防沉剂的作用在于协同触变剂增强抗流挂特性，并且防止涂料在储存过程中发生分层和沉淀现象。本发明中防沉剂优选采用脂肪酸酰胺蜡，具体如：日本帝司巴隆公司的6900-20x。

所述脱泡剂的作用在于对涂料体系起到降低漆膜的表面能，使漆膜中的气泡更容易移动至漆膜表面，并快速破裂，排除空气，脱泡作用明显。作为优选方案，脱泡剂可以为不含有机硅的破泡聚合物溶液，具体如：德国毕克公司的BYK-052。

所述遮盖力增强填料的作用在于提供漆膜一定的遮盖力，并能够参与调色，与颜料均匀混合，同时提供耐侯耐老化特性，本发明中遮盖力增强填料优选采用氯化法二氧化钛，具体如：澳洲科美基公司的CR-828。

所述体质填料的作用在于协助漆膜成型，提供优良的机械性能，包括柔韧性，抗冲击性。本发明的体质填料优选采用滑石粉，具体如：常州诚致化工有限公司的TP-1250。

所述降光泽剂的作用在于降低漆膜表面光泽度，减少光照反射后刺眼造成的眩晕，并阻止日光的穿透照射，在一定程度上降低紫外线对漆膜的破坏。本发明中降光泽剂优选采用超细二氧化硅，具体如：美国格雷斯公司的消光粉C-807。

所述屏蔽剂的作用在于以物理屏蔽的方式阻止水汽或者有害气体渗透进漆膜而破坏所要保护的底材，屏蔽剂可以延缓绝大多数有害介质的侵入，延长底材使用寿命。本发明中屏蔽剂优选采用绢云母，具体如：安徽滁州格锐矿业有限责任公司的GA-4。

所述紫外光吸收剂的作用在于使紫外线照射漆膜后，将紫外线产生的能量转化成热量散发出去，进而避免紫外线产生的能量破坏漆膜造成漆膜粉化或者开裂剥落。本发明中紫外光吸收剂优选采用苯并三唑，具体如：台湾永光化学工业股份有限公司的EV-74。

所述溶剂的作用在于降低涂料体系粘度，便于取出使用，同时在涂覆操作后，会很快挥发出去，不残留在漆膜当中，不会影响涂料的使用性能。本发明中溶剂优选采用芳香烃，具体如：济南汇丰达化工有限公司的S-100。

所述固化剂的作用在于固化剂当中含有的异氰酸酯基团和树脂中的羟基反应交联，形成化学性质稳定的高分子长链，得到较好的耐化学品性能以及机械性能，让涂料从最初的可流动状态变成固态，此过程为不可逆过程。本发明的固化剂优选采用聚亚甲基二异氰酸酯，具体如：德国拜耳公司的N3390。

本发明聚氨酯涂料组合物可以按照如下方法进行涂装：

先将固化剂与本发明聚氨酯涂料组合物的其他组分搅拌均匀，然后根据需要进行喷涂、刷涂、滚涂等操作，配好的涂料需要在6小时内使用完毕，否则涂料与固化剂混合后超过使用时间，就必须报废处理。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的聚氨酯涂料组合物及其制备方法进行详细描述，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

以下实施例中采用的各组分具体如下：

热固型树脂均购自纽佩斯树脂(佛山)有限公司，产品牌号为1196；

化工溶剂油均购自江苏华伦集团公司，产品牌号为PMA；

防沉剂均购自日本帝司巴隆公司，产品牌号为6900-20x；

润湿分散剂均购自瑞士汽巴精化公司，产品牌号为EFKA-4010；

脱泡剂均购自德国毕克公司，产品牌号为BYK-052；

触变剂均购自德国德固赛公司，产品牌号为R-972；

遮盖力增强填料均购自澳洲科美基公司，产品牌号为CR-828；

体质填料均购自常州诚致化工有限公司，产品牌号为TP-1250；

屏蔽剂均购自安徽滁州格锐矿业有限责任公司，产品牌号为GA-4；

降光泽剂均购自美国格雷斯公司，产品牌号为C-807；

紫外光吸收剂均购自台湾永光化学工业股份有限公司，产品牌号为EV-74；

溶剂均购自济南汇丰达化工有限公司，产品牌号为S-100；

固化剂均购自德国拜耳公司，产品牌号为N3390；

实施例1

聚氨酯涂料组合物的具体组分及其重量份如下：

50份热固型树脂，4份化工溶剂油，0.5份防沉剂，2份润湿分散剂，0.2份脱泡剂，0.5份触变剂，24份遮盖力增强填料，2份体质填料，5份屏蔽剂，0.5份紫外光吸收剂，1份降光泽剂，10.3份溶剂，10份固化剂。

聚氨酯涂料组合物制备方法如下：

将50份热固型树脂，4份化工溶剂油，0.5份防沉剂混合均匀后，依次加入2份润湿分散剂，0.2份脱泡剂，0.5份触变剂，24份遮盖力增强填料，2份体质填料，5份屏蔽剂，0.5份紫外光吸收剂，1份降光泽剂，10.3份溶剂，高速1500r/min搅拌分散15min，在使用时加入10份固化剂手动搅拌均匀，得到聚氨酯涂料组合物。

将本实施例制备的聚氨酯涂料组合物进行喷涂、刷涂或者滚涂等涂装操作，所涂装的底材为木材，竹材，水泥制品，金属制品。本实施例聚氨酯涂料组合物是没有调色的亮光涂料，光泽高，丰满度高，为白色。

实施例2

聚氨酯涂料组合物的具体组分及其重量份如下：

50份热固型树脂，3.5份化工溶剂油，0.4份防沉剂，2份润湿分

散剂，0.2份脱泡剂，0.4份触变剂，20份遮盖力增强填料，6份体质填料，7份屏蔽剂，0.5份紫外光吸收剂，4份降光泽剂，6份溶剂，10份固化剂。

聚氨酯涂料组合物制备方法如下：

将50份热固型树脂，3.5份化工溶剂油，0.4份防沉剂混合均匀后，依次加入2份润湿分散剂，0.2份脱泡剂，0.4份触变剂，20份遮盖力增强填料，6份体质填料，7份屏蔽剂，0.5份紫外光吸收剂，4份降光泽剂，6份溶剂，高速1500r/min搅拌分散15min，在使用时加入10份的固化剂手动搅拌均匀，得到聚氨酯涂料组合物。

将本实施例制备的聚氨酯涂料组合物进行喷涂、刷涂或者滚涂等涂装操作，所涂装的底材为木材，竹材，水泥制品，金属制品。本实施例聚氨酯涂料是没有调色的哑光的涂料，光泽度较低，不会产生高强度反射光，漆膜颜色为白色。

实施例3

聚氨酯涂料组合物的具体组分及其重量份如下：

40份热固型树脂，6份化工溶剂油，0.3份防沉剂，1份润湿分散剂，0.3份脱泡剂，0.4份触变剂，0份遮盖力增强填料，26份体质填料，5份屏蔽剂，0.3份紫外光吸收剂，0份降光泽剂，20.7份溶剂，10份通用铁红色浆，8份固化剂。

聚氨酯涂料组合物制备方法如下：

将40份热固型树脂，6份化工溶剂油，0.3份防沉剂混合均匀后，依次加入1份润湿分散剂，0.3份脱泡剂，0.4份触变剂，26份体质填料，5份屏蔽剂，0.3份紫外光吸收剂， 20.7份溶剂，10份通用铁红色浆，高速1500r/min搅拌分散15min，在使用时加入8份固化剂手动搅拌均匀，得到聚氨酯涂料组合物。

将本实施例制备的聚氨酯涂料组合物进行喷涂、刷涂或者滚涂等涂装操作，所涂装的底材为木材，竹材，水泥制品，金属制品。本实施例涂料是低光泽度，已经调配成铁红色。

对实施例1~3制备的聚氨酯涂料组合物固化后形成漆膜进行力学性能和耐腐蚀性能测试，测试结果列于表1。

表1 固化后的漆膜机械性能和耐腐蚀性能测试结果

测试项目	测试条件说明	现有聚氨酯涂料	实施例1	实施例2	实施例3
						未添加固化剂的涂料储存期	涂料的极限使用期	6个月	12个月	12个月	12个月
硬度	铅笔硬度	2H	2H	2H	2H
						打磨性	240#砂纸磨	不易打磨	易打磨	易打磨	易打磨
耐湿热	40℃Χ98%RHΧ240h	样板起泡，漆膜开始脱落	无异状	无异状	无异状
						耐冷热循环	-30℃Χ2h，60℃Χ2h为一个循环周期，共40次循环	漆膜起泡，层间脱落	无异状	无异状	无异状
耐洗刷性	50%浓度洗发水，400次洗刷	漆膜起泡	无异状	无异状	无异状
						耐醇性	99.7%乙醇，400次摩擦	100次即可磨穿漆膜	无异状	无异状	无异状
耐手汗	手汗腐蚀测试	无异状	无异状	无异状	无异状
						抗冲击	漆膜测试	50cm正常	50cm正常	50cm正常	50cm正常
柔韧性	漆膜测试	3mm正常	2mm正常	2mm正常	2mm正常
						耐10%稀硫酸	样板浸泡试验	3天后开始起泡，漆膜剥离	10天正常	10天正常	10天正常
耐10%NaOH	样板浸泡试验	3天后开始起泡，漆膜剥离	10天正常	10天正常	10天正常

本发明聚氨酯涂料组合物可以通过ROHS检测。

由上述结果可知，本发明提供的聚氨酯涂料组合物固化后形成的漆膜具有较高的附着力、硬度、抗冲击强度和柔韧性。同时，还具有较高的耐水、耐湿热和耐碱性能。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明的保护范围内。

所公开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，本发明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，本发明将不限制于上述实施例。

Claims (2)

1.一种聚氨酯涂料组合物，其特征在于包括以下重量份的组分 ：

无卤无苯改性的高羟值丙烯酸聚合物 40~50 份；

丙二醇甲醚醋酸酯 3.5~6 份；

脂肪酸酰胺蜡 0.3~0.5 份；

润湿分散剂 1~2 份；

脱泡剂 0.2~0.3 份；

触变剂 0.3~0.5 份；

填料 2~50 份；

绢云母 5~7 份；

紫外光吸收剂 0.3~0.5 份；

降光泽剂 0~4 份；

芳香烃溶剂 6~20.7 份；

固化剂 8~10 份；

所述填料进一步包括以下重量份的组分：

遮盖力增强填料 0~24 份；

体质填料 2~26 份；

所述遮盖力增强填料为氯化法二氧化钛 ；所述体质填料为滑石粉；

所述紫外光吸收剂为苯并三唑；

所述润湿分散剂为瑞士汽巴精化公司埃夫卡助剂EFKA-4010；

所述脱泡剂为不含有机硅的破泡聚合物溶液；所述触变剂为气相二氧化硅；

所述固化剂为聚亚甲基二异氰酸酯；

所述无卤无苯改性的高羟值丙烯酸聚合物为纽佩斯树脂(佛山)有限公司1196；

所述降光泽剂为超细二氧化硅。

2.一种制备如权利要求 1 所述的聚氨酯涂料组合物的方法，其特征在于包括如下步骤 ：将 40~50 份的无卤无苯改性的高羟值丙烯酸聚合物、3.5~6 份的丙二醇甲醚醋酸酯、0.3~0.5 的脂肪酸酰胺蜡、1~2 份的润湿分散剂、0.2~0.3 份的脱泡剂、0.3~0.5 份的触变剂、2~50 份的填料、0.3~0.5 份的紫外光吸收剂、5~7 份的绢云母、0~4 份的降光泽剂、6~20.7 份的芳香烃溶剂，进行高速 1500r/min 分散 15min，

最后再加入 8~10 份的固化剂，手动搅拌均匀即可；

所述填料进一步包括以下重量份的组分 ：

遮盖力增强填料 0~24 份 ；

体质填料 2~26 份；

所述遮盖力增强填料为氯化法二氧化钛 ；所述体质填料为滑石粉；

所述紫外光吸收剂为苯并三唑；

所述脱泡剂为不含有机硅的破泡聚合物溶液；所述触变剂为气相二氧化硅；

所述固化剂为聚亚甲基二异氰酸酯；

所述无卤无苯改性的高羟值丙烯酸聚合物为纽佩斯树脂(佛山)有限公司1196；

所述润湿分散剂为瑞士汽巴精化公司埃夫卡助剂EFKA-4010；

所述降光泽剂为超细二氧化硅。