CN105602432B - 一种水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆及其制备方法。本发明的目的是提供一种具有物理机械性能强、附着力优异、干燥快、填充性好，兼具阻燃性的轨道交通车辆用水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆。本发明的特征是：用水性羟基丙烯酸分散体、功能性颜填料、分散润湿剂、消泡剂、流平剂、增稠剂、PH稳定剂、无卤环保阻燃剂、水及脂肪烃异氰酸酯，按一定比例混合后，通过分散、研磨、调色、包装等工序，制成一种2K水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆。

Description

一种水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆及其制备方法。尤其涉及一种轨道交通车辆用水性聚氨酯中涂漆及其制备方法。
背景技术
随着国际上对环保要求的不断提高，人们对涂料的要求也在不断的提高，现有的溶剂型涂料将面临着巨大的挑战，而水性涂料用水代替有机溶剂做稀释剂，减少涂料在施工过程中对环境的污染，节约资源，将在今后的发展中占据越来越重要的地位。现有一种水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆的各项性能指标基本上都能达到TB/T2393-2001、HJ2014及BS6853相关标准的技术要求。
根据水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆制备原理，提供一种具有物理机械性能强、附着力优异、填充性能好，兼具阻燃性的轨道交通车辆用水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆及其制备方法，以满足飞速发展的轨道交通车辆生产需要。
本发明采用的技术解决方案是：一种水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆的制备方法，其特征在于所述的水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆是由水性羟基丙烯酸树脂分散体、颜填料、助剂、水为水性漆料组分，脂肪烃异氰酸酯为固化剂组分，按一定比例混合，施工时添加适量稀释剂混合而成。它由以下原料和步骤制成：
(1)水性纳米色浆的各原料重量百分比为：
水性羟基丙烯酸分散体40.0～48.0份；
其中，
PH稳定剂为二乙醇胺、AMP中的一种或几种混合物；
分散剂为含颜料亲和基团的嵌段共聚物、结构化丙烯酸共聚物的一种或几种混合物；
润湿剂为非离子型表面活性剂；
消泡剂包括破泡聚合物和聚硅氧烷；
增稠剂为气相二氧化硅与聚氨酯缔合剂混合物；
纳米助剂为水性纳米氧化铝或表面改性二氧化硅颗粒；
颜填料为钛白粉、滑石粉、硫酸钡、聚磷酸铵、三聚氰胺聚磷酸盐和氢氧化铝中的一种或几种的混合物；
稀释剂为自制去离子水；
水性羟基丙烯酸分散体为含羟基官能团聚丙烯酸水性乳液。
(2)水性漆料的各原料的重量百分比为：
水性纳米色浆 90.0～96.0份，
流平剂 0.30～0.50份，
缓蚀剂 0.50～1.00份，
增稠剂 0.10～0.20份，
稀释剂 3.0～7.0份，
其中，
流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚丙烯酸酯；
增稠剂为为气相二氧化硅与聚氨酯缔合剂混合物；
缓蚀剂为不含亚硝酸盐类改性锌鳌和物；
稀释剂为去离子水。
(3)组成水性固化剂的原料重量百分比为：
脂肪烃异氰酸酯A 35.0～40.0份，
脂肪烃异氰酸酯B 35.0～40.0份，
助溶剂20.0～30.0份，
其中，
脂肪烃异氰酸酯A为亲水性六亚甲基二异异氰酸酯的脂肪族聚异氰酸酯；
脂肪烃异氰酸酯B为亲油性六亚甲基二异异氰酸酯的脂肪族聚异氰酸酯；
助溶剂为醚酯类或酮醇类溶剂。
所述的各步骤为：
(一)水性纳米色浆的制备：将上述水性纳米色浆中的9种原料按上述重量配比，在室温下投入移动拉缸中，进行搅拌、浸泡、预分散后制成粗色浆，再用气泵将其泵入砂磨机中研磨至细度≤20微米,即成水性纳米色浆。
(二)水性漆料的制备：将步骤(一)制出的水性纳米色浆与流平剂、增稠剂、缓蚀剂和稀释剂4种原料，按上述重量配比，投入到调色缸中进行调色，充分搅拌均匀后，进行过滤，除去机械杂质，即制成水性漆料；用塑料桶包装待用；
(三)水性固化剂的制备：将脂肪烃异氰酸酯、助溶剂按上述比例置于容器中进行搅拌，分散均匀后，经过滤产出固化剂，用塑料桶包装待用；
(四)水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆的制备：在使用时，将水性漆料与水性固化剂按8:1的重量比进行混合，再添加去离子水调节至施工粘度，即成水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆。
本发明的有益效果是：
一、本发明的水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆，采用水性2K聚氨酯体系，并选择添加纳米功能助剂，实现其硬度高、抗划伤性好的特点。
二、目前国内外多以P-C-N为阻燃体系，本发明产品精选了不含卤素氢氧化铝无机阻燃剂，在此基础上选用了三聚氰胺聚磷酸盐、多聚磷酸铵等复配，通过协效增强作用，能较好的阻燃，且对环境无污染。改变了传统使用的胺类、卤素类阻燃剂，因其虽阻燃效果好，但发烟量大、易产生卤化氢等有毒有害气体的缺陷，使本发明产品具有更好的环保、阻燃性能。
三、本发明的水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆，附着性良好、干燥快、填充性佳、易于重涂，可较好的实现与地铁、城轨机车车辆用水性/油性环氧底漆、不饱和聚酯腻子、丙烯酸聚氨酯面漆的配套性，节约了材料成本，延长了使用寿命。
四、本发明产品经原铁道部第三方产品质量监督检验中心检测，防火阻燃性能送SGS公司测试，认为各方面性能满足轨道交通车辆用水性聚氨酯中涂漆要求。
表1：产品主要技术要求
附图说明：
附图为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
本发明采用的技术解决方案是：提供一种水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆及其制备方法，其特征在于由以下原料和步骤组成：
一种水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆的制备方法，其特征在于所述的水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆是由水性羟基丙烯酸树脂分散体、颜填料、助剂、水为水性漆料组分，脂肪烃异氰酸酯为固化剂组分，按一定比例混合，施工时添加适量稀释剂混合而成。它由以下原料和步骤制成：
(1)水性纳米色浆的各原料重量百分比为：
水性羟基丙烯酸分散体40.0～48.0份；
其中，
PH稳定剂为二乙醇胺、AMP中的一种或几种混合物；
分散剂为含颜料亲和基团的嵌段共聚物、结构化丙烯酸共聚物的一种或几种混合物；
润湿剂为非离子型表面活性剂；
消泡剂包括破泡聚合物和聚硅氧烷；
增稠剂为气相二氧化硅与聚氨酯缔合剂混合物；
纳米助剂为水性纳米氧化铝或表面改性二氧化硅颗粒；
颜填料为钛白粉、滑石粉、硫酸钡、聚磷酸铵、三聚氰胺聚磷酸盐和氢氧化铝中的一种或几种的混合物；
稀释剂为自制去离子水；
水性羟基丙烯酸分散体为含羟基官能团聚丙烯酸水性乳液。
(2)水性漆料的各原料的重量百分比为：
水性纳米色浆 90.0～96.0份，
流平剂 0.30～0.50份，
缓蚀剂 0.50～1.00份，
增稠剂 0.10～0.20份，
稀释剂 3.0～7.0份，
其中，
流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚丙烯酸酯；
增稠剂为为气相二氧化硅与聚氨酯缔合剂混合物；
缓蚀剂为不含亚硝酸盐类改性锌鳌和物；
稀释剂为去离子水。
(3)组成水性固化剂的原料重量百分比为：
脂肪烃异氰酸酯A 35.0～40.0份，
脂肪烃异氰酸酯B 35.0～40.0份，
助溶剂20.0～30.0份，
其中，
脂肪烃异氰酸酯A为亲水性六亚甲基二异异氰酸酯的脂肪族聚异氰酸酯；
脂肪烃异氰酸酯B为亲油性六亚甲基二异异氰酸酯的脂肪族聚异氰酸酯；
助溶剂为醚酯类或酮醇类溶剂。
所述的各步骤为：
(一)水性纳米色浆的制备：将上述水性纳米色浆中的9种原料按上述重量配比，在室温下投入移动拉缸中，进行搅拌、浸泡、预分散后制成粗色浆，再用气泵将其泵入砂磨机中研磨至细度≤20微米,即成水性纳米色浆。
(二)水性漆料的制备：将步骤(一)制出的水性纳米色浆与流平剂、增稠剂、缓蚀剂和稀释剂4种原料，按上述重量配比，投入到调色缸中进行调色，充分搅拌均匀后，进行过滤，除去机械杂质，即制成水性漆料；用塑料桶包装待用；
(三)水性固化剂的制备：将脂肪烃异氰酸酯、助溶剂按上述比例置于容器中进行搅拌，分散均匀后，经过滤产出固化剂，用塑料桶包装待用；
(四)水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆的制备：在使用时，将水性漆料与水性固化剂按8:1的重量比进行混合，再添加去离子水调节至施工粘度，即成水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆。
以下给出本发明的具体实施例：
注：水性羟基丙烯酸分散体为德国拜耳公司产；PH稳定剂为陶氏化学公司产；分散剂为德国毕克公司产；润湿剂为美国空气化学公司产；消泡剂/增稠剂为德国迪高公司产；纳米助剂为为德国墨克公司产；钛白粉为美国杜邦产R706金红石型；聚磷酸铵为深圳晶材科技公司产；三聚氰胺多聚磷酸盐/氢氧化铝为上海尾关贸易公司代理；流平剂为德国毕克公司产；缓蚀剂为德谦(上海)公司产；脂肪烃异氰酸酯A/B为德国拜耳公司产；助溶剂为陶氏化学公司产。

Claims (2)

1.一种水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆的制备方法，其特征在于所述的水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆包括水性羟基丙烯酸树脂分散体、颜填料、助剂、水为水性漆料组分，脂肪烃异氰酸酯为固化剂组分，按一定比例混合，施工时添加适量稀释剂混合而成；
它由以下原料和步骤制成：
（1）水性纳米色浆的各原料重量份为：
pH稳定剂0.10～0.30份，分散剂0.90～1.50份，
润湿剂0.80～1.20份，消泡剂0.20～0.30份，
增稠剂0.15～0.25份，纳米助剂2.00～4.00份，
颜填料38.0～45.0份，稀释剂10.0～15.0份，
水性羟基丙烯酸分散体40.0～48.0份；
其中，
pH稳定剂为二乙醇胺、AMP中的一种或几种混合物；
分散剂为含颜料亲和基团的嵌段共聚物、结构化丙烯酸共聚物的一种或几种混合物；
润湿剂为非离子型表面活性剂；
消泡剂包括破泡聚合物和聚硅氧烷；
增稠剂为气相二氧化硅与聚氨酯缔合剂混合物；
纳米助剂为水性纳米氧化铝或表面改性二氧化硅颗粒；
颜填料为氢氧化铝、三聚氰胺聚磷酸盐、多聚磷酸铵复配；
水性羟基丙烯酸分散体为含羟基官能团聚丙烯酸水性乳液；
稀释剂为自制去离子水；
（2）水性漆料的各原料的重量份为：
水性纳米色浆 90.0～96.0份，
流平剂 0.30～0.50份，
缓蚀剂 0.50～1.00份，
增稠剂 0.10～0.20份，
稀释剂 3.0～7.0份，
其中，
流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚丙烯酸酯；
增稠剂为气相二氧化硅与聚氨酯缔合剂混合物；
缓蚀剂为不含亚硝酸盐类改性锌鳌合物；
稀释剂为去离子水；
（3）组成水性固化剂的原料重量份为：
脂肪烃异氰酸酯A 35.0～40.0份，
脂肪烃异氰酸酯B 35.0～40.0份，
助溶剂20.0～30.0份，
其中，
脂肪烃异氰酸酯A 为亲水性六亚甲基二异异氰酸酯的脂肪族聚异氰酸酯；
脂肪烃异氰酸酯B为亲油性六亚甲基二异异氰酸酯的脂肪族聚异氰酸酯；
助溶剂为醚酯类或酮醇类溶剂；
所述的各步骤为：
（一）水性纳米色浆的制备：将上述水性纳米色浆中的9种原料按上述重量配比，在室温下投入移动拉缸中，进行搅拌、浸泡、预分散后制成粗色浆，再用气泵将其泵入砂磨机中研磨至细度≤20微米,即成水性纳米色浆；
（二）水性漆料的制备：将步骤（一）制出的水性纳米色浆与流平剂、增稠剂、缓蚀剂和稀释剂4种原料，按上述重量配比，投入到调色缸中进行调色，充分搅拌均匀后，进行过滤，除去机械杂质，即制成水性漆料；用塑料桶包装待用；
（三）水性固化剂的制备：将脂肪烃异氰酸酯、助溶剂按上述比例置于容器中进行搅拌，分散均匀后，经过滤产出固化剂，用塑料桶包装待用；
（四）水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆的制备：在使用时，将水性漆料与水性固化剂按8:1的重量比进行混合，再添加去离子水调节至施工粘度，即成水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆。
2.如权利要求1所述的方法制备的水性纳米阻燃聚氨酯中涂漆。
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