CN106317370A - 一种水性聚氨酯丙烯酸酯其制备方法及其水性涂料 - Google Patents

一种水性聚氨酯丙烯酸酯其制备方法及其水性涂料 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种水性聚氨酯丙烯酸酯其制备方法及其水性涂料。其中,按重量百分比计,该水性聚氨酯丙烯酸酯由如下合成原料组成:(甲基)丙烯酸酯或乙烯基单体15~45%;不饱和脂肪酸0~33%;引发剂0.1~5%;酸或酸酐0~15%;二元醇或多元醇0~15%;共溶剂0~30%;异氰酸酯化合物1~30%;胺类化合物0~3%;中和剂1~2%;去离子水50~65%。该水性聚氨酯的耐水性和耐化学品性得到了提高。并通过对制备方法的溶剂等的调整,降低了生产成本和提高了环保性。

Description

一种水性聚氨酯丙烯酸酯其制备方法及其水性涂料
技术领域
本发明涉及涂料制备技术领域,尤其涉及一种水性聚氨酯丙烯酸酯其制备方法及其水性涂料。
背景技术
随着全球对环保意识的增强,以及对化工涂料行业有害物质限制标准日趋严格,加之室内外空气质量国标相继出台,一些挥发性有机化合物(VOC)含量高的溶剂型涂料面临着很大的挑战。因此,水性涂料基于其环保、低VOC排放的特点,是目前研发的热点和重点,具有广泛的应用前景。
其中,水性聚氨酯分散体是制备水性木器及工业涂料的成膜物质,其制备方法通常有外乳化法和自乳化法。
外乳化法是指:将聚氨酯预聚物缓慢加入到含有乳化剂的水中,形成粒径较粗的乳胶粒,再经过均化器均化,形成粒径较细的乳液。该方法制备的水性聚氨酯分散体稳定性较差。
因此,目前水性聚氨酯分散体的制备方法多采用自乳化的方式。自乳化法是指在聚氨酯聚合物主链段上引入适当的亲水基团,经过中和成盐,进而分散于水中而形成水性聚氨酯分散体。
其中,自乳化法又可分为:丙酮法、预聚体法、熔融分散法和酮亚胺法等,其中以丙酮法和预聚体法较为成熟。
由于丙酮法的扩链反应在均相体系中进行,因此易于控制,乳液质量,高重复性好,适应性广。而且其生产水性聚氨酯工艺比较简单,在国内得到了广泛的应用。
但丙酮法使用过程中,丙酮由于其易挥发的特性,回收时有着火危险,回收的丙酮难以再利用,而且生产效率低、成本高、能耗大。
而预聚体法则是先制备含有亲水基团并带有-NCO端基的预聚物,在水中分散后,利用多元胺扩链剂进行扩链。使用预聚体法具有工艺简单,无需使用大量的有机溶剂,能够减少有机溶剂的回收及后处理工序,节约能源,降低成本,提高了生产效率的优点。但其产品质量产品质量不如丙酮法合成的水性聚氨酯分散体稳定。
另一方面,对于水性聚氨酯分散体而言,固含量低、涂膜的耐水性差、耐化学品性和耐溶剂性不良、成本高等问题一直是限制着水性聚氨酯发展的主要原因。现有研究中,通常采用物理、化学改性等方法,改善其性能。
例如,利用丙烯酸酯树脂具有快干性、高硬度和优异的耐候性,将其与水性聚氨酯分散体有机结合,可制得综合性能优良的水性聚氨酯丙烯酸酯分散体。有研究者采用物理共混的方法来进行结合。该方法简单易行,成本低,但由于在水相和涂膜中聚氨酯和丙烯酸酯树脂间存在相分离,随着丙烯酸树脂添加量的增加,涂膜的耐磨性和抗冲击性急剧下降,体系相容性变差,改性效果并不理想。也有研究者使用化学改性的方法,但这样的方法同样存在着一些问题。
因此,现有的水性聚氨酯分散体仍然需要进一步改进。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处,本发明的目的在于提供一种水性聚氨酯丙烯酸酯其制备方法及其水性涂料,旨在解决现有水性聚氨酯分散体耐水差、干性慢、硬度低及制备成本高的问题。
为了达到上述目的,本发明采取了以下技术方案:
一种水性聚氨酯丙烯酸酯,其中,按重量百分比计,由如下合成原料组成:
(甲基)丙烯酸酯或乙烯基单体 15~45%;
不饱和脂肪酸 0~33%;
引发剂 0.1~5%;
酸或酸酐 0~15%;
二元醇或多元醇 0~15%;
共溶剂 0~30%;
异氰酸酯化合物 1~40%;
胺类化合物 0~3%;
中和剂 1~2%;
去离子水 50~65%。
所述的水性聚氨酯丙烯酸酯,其中,由如下合成原料组成:
高碘妥尔油酸 22%;
季戊四醇 10%;
六氢苯酐 13%;
二甲苯 2.3%;
甲基丙烯酸甲酯 19%;
甲基丙烯酸正丁酯 3.0%;
丙烯酸丁酯 3.0%;
甲基丙烯酸 4.2%;
过氧化苯甲酸叔丁酯 1.6%;
丙酮 15%;
异氟尔酮二异氰酸酯 6.9%。
所述的水性聚氨酯丙烯酸酯,其中,所述共溶剂包括丙酮、丁酮、二丙二醇二甲醚中的一种或者多种。
所述的水性聚氨酯丙烯酸酯,其中,所述(甲基)丙烯酸酯或乙烯基单体包括:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯、苯乙烯、乙烯基苯乙烯的一种或者多种。
所述的水性聚氨酯丙烯酸酯,其中,所述不饱和脂肪酸包括:豆油酸、亚油酸、桐亚油酸、脱水蓖麻油酸、蓖麻油酸、精致亚油酸、妥尔油酸、亚麻油酸的一种或者多种。
所述的水性聚氨酯丙烯酸酯,其中,所述引发剂包括:过氧化苯甲酰BPO、过氧化苯甲酰叔丁酯TBPB、过氧化环己酮CHPO、过氧化叔丁基TBHP、过氧化新戊酸叔戊酯TAPP、过硫酸盐的一种或者多种。
所述的水性聚氨酯丙烯酸酯,其中,所述中和剂包括:N,N-二甲基乙醇胺、三乙胺、氨水、AMP95、三乙醇胺、二乙醇胺、二乙胺的一种或者多种。
所述的水性聚氨酯丙烯酸酯,其中,所述胺类化合物包括:乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、1,3-丙二胺、异氟尔酮二胺、1,2-环己二胺、1,4-环己二胺、1,2-环己二甲胺、1,4-环己二甲胺的一种或者多种。
一种制备如上所述的水性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法,其中,包括:
以预定的比例,投入多元醇,酸或酸酐,不饱和脂肪酸,在搅拌状态下逐渐升温至210-230℃进行反应;
在反应酸值<10后,抽真空并去除水分获得含不饱和脂肪酸的丙烯酸酯中间体;
当所述含不饱和脂肪酸的丙烯酸酯中间体降温至130-145℃时,匀速滴加(甲基)丙烯酸酯或乙烯基单体与引发剂的混合物;
滴加完成后,保温反应3-4小时至所述(甲基)丙烯酸酯或乙烯基单体单体转化率为98%以上;
加入助溶剂;
当加入助溶剂后,温度降到85到90℃时,加入异氰酸酯化合物,并在100℃下反应2h;
降温至50℃,滴加中和剂并搅拌15-30min;
滴加去离子水;
滴加去离子水完毕后,继续反应30-40min,过滤后制备得所述水性聚氨酯丙烯酸酯。
一种应用如上所述的水性聚氨酯丙烯酸酯的水性涂料,其中,按重量百分比计,由如下原料组成:
水性聚氨酯丙烯酸酯 55.0~99.0%;
颜填料 0~45.0%;
润湿分散剂 0~1.0%;
中和剂 1.0~2.0%;
催干剂 0.1~1.0%;
消泡剂 0.1~1.0%;
流平剂 0.1~0.5%;
增稠剂 0.1~1.0%。
有益效果:本发明提供的一种水性聚氨酯丙烯酸酯、其制备方法及其水性涂料,通过与丙烯酸酯进行化学改性,提高水性聚氨酯分散体的干性和硬度,使制备的水性聚氨酯分散体能够满足水性木器及工业漆的性能要求。另外,还使用不饱和脂肪酸对聚氨酯进行交联改性使得制备的水性聚氨酯具有自交联性,提高其交联密度,很好的提高水性聚氨酯的耐水性和耐化学品性。并通过对制备方法的溶剂等的调整,降低了生产成本和提高了环保性。
附图说明
图1为本发明具体实施例的醇酸树脂制备方法的方法流程图。
具体实施方式
本发明提供一种水性聚氨酯丙烯酸酯、其制备方法及其水性涂料。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,为本发明实施例提供的一种水性聚氨酯丙烯酸酯制备方法。该方法包括如下步骤:
S101:按重量百分比计,投入多元醇5-15%,酸或酸酐5-15%,不饱和脂肪酸20-50%到反应容器中,在搅拌状态下逐渐升温至210-230℃进行反应。
具体的,所述不饱和脂肪酸包括:豆油酸、亚油酸、桐亚油酸、脱水蓖麻油酸、蓖麻油酸、精致亚油酸、妥尔油酸、亚麻油酸的一种或者多种。
S102:在反应酸值<10后,抽真空并去除水分获得反应产物。实际操作中,可以通过减压蒸馏等方法,去除水分。
S103:当所述反应产物降温至130-145℃时,匀速滴加(甲基)丙烯酸酯或乙烯基单体与引发剂的混合物。按重量百分比计,(甲基)丙烯酸酯或乙烯基单体的滴加量为20-70%,引发剂的加入量为0.1-1%。
具体的,所述(甲基)丙烯酸酯或乙烯基单体包括:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯、苯乙烯、乙烯基苯乙烯的一种或者多种。
更具体的,所述引发剂包括:过氧化苯甲酰BPO、过氧化苯甲酰叔丁酯TBPB、过氧化环己酮CHPO、过氧化叔丁基TBHP、过氧化新戊酸叔戊酯TAPP、过硫酸盐的一种或者多种。
S104:滴加完成后,保温反应3-4小时至所述(甲基)丙烯酸酯或乙烯基单体单体转化率为98%以上。
上述转换过程中,(甲基)丙烯酸酯或乙烯基单体与不饱和脂肪酸的碳碳双键在引发剂作用下进行自由基聚合,使这些单体接枝到不饱和脂肪酸链段上,制备形成含有不饱和脂肪酸的丙烯酸酯中间体。其制备工艺简单,单体残留少,转化率高,不会出现凝胶现象。
将上述含有不饱和脂肪酸的丙烯酸中间体与聚氨酯进行接枝聚合反应的工艺过程简单,不易凝胶,使得合成过程和产品稳定性均比较容易实现控制。
另外,由于引入了不饱和脂肪酸而含有大量的不饱和双键,其能够在金属催化剂(如钴、锰、锆盐)的作用下吸收氧气,进行氧化自交联,提高漆膜最终的整体性能。而且一定量的不饱和脂肪酸还能够使漆膜具有高光泽和高丰满度,这也使得乳液对基材的润湿性能得到提高。
另一方面,聚氨酯与丙烯酸树脂是通过化学键共聚的,使得这两种树脂的相容性极大的提高,是漆膜的光泽明显提高。该自交联型水性聚氨酯丙烯酸分散体具有很好的颜料润湿性和储存稳定性。
S105:加入助溶剂。按重量百分比计,助溶剂加入量为0-30%。
具体的,所述共溶剂包括丙酮、丁酮、二丙二醇二甲醚中的一种或者多种。一般的,在合成水性聚氨酯树脂的过程中,可以采用丙酮、丁酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺等溶剂。其毒性较大,气味难闻,而丙酮与丁酮脱除回收易挥发,有着火危险,生产效率低、能耗大、成本较高,并且回收后的溶剂难以再利用。N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺虽然溶解性佳,但毒性较大,许多国家已禁止其使用于涂料中。较佳的,可以使用二丙二醇二甲醚等环保型助溶剂。其具有气味低,结构稳定,助溶效果良好,用量少的优点。而且其具有降粘作用,又作为成膜助剂,提高树脂最终的成膜效果,因用量少也不需要蒸馏回收,节省能源,降低成本。
S106:当加入共溶剂后,温度降到85到90℃时,加入异氰酸酯化合物,并在100℃下反应2h。按重量百分比计,该异氰酸酯化合物的加入量为1-40%。该异氰酸酯化合物具体可以为甲苯二异氰酸甲苯酯(TDI)、六氢甲苯二异氰酸酯(HMDI)己二异氰酸酯(HDI)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)的一种或几种。
S107:降温至50℃,滴加中和剂并搅拌15-30min。按重量百分比计,中和剂滴加量为1-2%。
具体的,所述中和剂包括:N,N-二甲基乙醇胺、三乙胺、氨水、AMP95、三乙醇胺、二乙醇胺、二乙胺的一种或者多种。
S108:滴加去离子水。按重量百分比计,去离子水滴加量为50-65%。
S109:滴加去离子水完毕后,继续反应30-40min,过滤后制备得所述水性聚氨酯丙烯酸酯。
在步骤S109中,可以对反应完毕的产物进行过滤包装,从而得到本发明的水性聚氨酯丙烯酸酯分散体。其酸值为30-45mg KOH/g,固体份为35%-45%。当然,也可以根据实际需要对制备获得的水性聚氨酯丙烯酸酯分散体的酸值、固体份这样的参数进行调整。
在上述制备过程中,还可以加入按重量百分比计,0-3%的胺类化合物。所述胺类化合物可以包括:乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、1,3-丙二胺、异氟尔酮二胺、1,2-环己二胺、1,4-环己二胺、1,2-环己二甲胺、1,4-环己二甲胺的一种或者多种。
本发明另一方面还提供了一种水性聚氨酯丙烯酸酯,其应用如上所述的制备方法制备获得,采用了与丙烯酸及不饱和脂肪酸进行化学改性的方式,改善了现有水性聚氨酯涂料的主要缺点,具有良好的使用性能。
本发明又一方面提供了一种应用如上所述的水性聚氨酯丙烯酸酯的水性涂料。其中,按重量百分比计,由如下原料组成:水性聚氨酯丙烯酸酯 55.0~99.0%;颜填料0~45.0%;润湿分散剂0~1.0%;中和剂 1.0~2.0%;催干剂0.1~1.0%;消泡剂0.1~1.0%;流平剂 0.1~0.5%;增稠剂0.1~1.0%。
在本实施例中,所述颜填料可以为钛白粉、炭黑、大红粉、柠檬黄、酞青蓝、铁红、滑石粉、沉淀硫酸钡、高岭土、白陶土、碳酸钙的一种或几种。所述中和剂可以为,N-二甲基乙醇胺、三乙胺、氨水、AMP95、三乙醇胺、二乙醇胺、二乙胺的一种或几种。
另外,所述润湿分散剂、催干剂、消泡剂、流平剂以及增稠剂等,均可以使用市面销售的合适类型的产品,
例如TEGO500(德国迪高化学公司)、 BYK191(德国毕克化学公司) 、 Borchi Gen0650(Borchers公司)的润湿分散剂;WD5001(佛山高明同德化工有限公司)、WD5003-1(佛山高明同德化工有限公司)、HLD061(上海长风化工厂)、VX4940(美国湛新公司)的催干剂;Foamax810(德国迪高公司)、BYK024(德国毕克)、Borchers AF0671(Borchers公司)的消泡剂。或者TEGO100(德国迪高)、TEGO450(德国迪高)、BYK300(德国比克)流平剂、OMG0625、OMG0434、Rheolato255(美国海明斯公司)、WT-202(德谦公司)的增稠剂。
在本实施例中,利用上述水性聚氨酯分散体制备获得的水性涂料,具有快干、硬度/光泽高、耐化学品性、耐盐雾性以及耐水性良好的特点。
为进一步的陈述本发明实施例的制备方法,以下提供如下实施例进行详细描述。
实施例1:
在本实施例中,具体使用的原料及其比例如下:高碘妥尔油酸28.7g;季戊四醇13.6g;六氢苯酐16.96g;二甲苯3g;甲基丙烯酸甲酯25.5g;甲基丙烯酸正丁酯3.87g;丙烯酸丁酯3.87g;甲基丙烯酸5.5g;过氧化苯甲酸叔丁酯2g;丙酮20g;异氟尔酮二异氰酸酯8.88g。(可换算为重量百分比如下:高碘妥尔油酸22%;季戊四醇 10%;六氢苯酐 13%;二甲苯 2.3%;甲基丙烯酸甲酯19%;甲基丙烯酸正丁酯3.0%;丙烯酸丁酯3.0%;甲基丙烯酸 4.2%;过氧化苯甲酸叔丁酯1.6%;丙酮 15%;异氟尔酮二异氰酸酯6.9%)
制备方法为:
首先,将多元醇,酸或酸酐,不饱和脂肪酸投入到反应釜中,在搅拌状态下逐渐升温至210-230℃,使其反应酸值<10。
然后抽真空,进行减压蒸馏,除去所有的水分及二甲苯。
对其进行降温至130-145℃时,匀速滴加混合均匀后的单体与引发剂到反应釜中(滴加时间为6-8小时)。
滴加完毕后,保温3-4小时至单体转化率为98%以上(以固含量为准)。
根据实际需求,不加或加入适量助溶剂降粘同时降温。
当温度降到80到85℃时,加入异氰酸酯化合物(在0.5h内滴毕),反应2h。由于此反应为放热反应,在反应过程中,温度将升至90℃,在该温度下进行反应。
最后,将上述反应产物降温至50℃,逐滴滴入中和剂至反应釜中,搅拌15-30min。然后,滴加去离子水到反应釜中。滴加完毕后,继续反应30-40min;过滤包装,可以得到固体份为38%的自交联型水性聚氨酯丙烯酸酯分散体。
实施例2:
在本实施例中,具体使用的原料及其比例如下:亚麻油酸28.7g;季戊四醇13.6g;六氢苯酐16.96g;二甲苯3g;甲基丙烯酸甲酯20g;甲基丙烯酸正丁酯9.87g;丙烯酸丁酯3.87g;甲基丙烯酸7.5g;叔丁基过氧化物2g;丙酮20g;甲苯二异氰酸酯6.96g。
制备方法为:
首先,将多元醇,酸或酸酐,不饱和脂肪酸投入到反应釜中,在搅拌状态下逐渐升温至210-230℃,使其反应酸值<10。
然后抽真空,进行减压蒸馏,除去所有的水分及二甲苯。
对其进行降温至130-145℃时,匀速滴加混合均匀后的单体与引发剂到反应釜中(滴加时间为6-8小时)。
滴加完毕后,保温3-4小时至单体转化率为98%以上(以固含量为准)。
根据实际需求,不加或加入适量助溶剂降粘同时降温。
当温度降到85到90℃时,加入异氰酸酯化合物(在0.5h内滴毕),反应2h。由于此反应为放热反应,在反应过程中,温度将升至100℃,在该温度下进行反应。
最后,将上述反应产物降温至50℃,逐滴滴入中和剂至反应釜中,搅拌15-30min。然后,滴加去离子水到反应釜中。滴加完毕后,继续反应30-40min;过滤包装,可以得到固体份为38%的自交联型水性聚氨酯丙烯酸酯分散体。
实施例3:
在本实施例中,具体使用的原料及其比例如下:亚麻酸28.7g;季戊四醇13.6g;六氢苯酐16.96g;二甲苯3g;甲基丙烯酸甲酯15g;甲基丙烯酸正丁酯8.37g;丙烯酸丁酯8.37g;甲基丙烯酸5.5g;叔丁基过氧化物2g;二丙二醇二甲醚20g;异氟尔酮二异氰酸酯8.88g。
制备方法为:
首先,将多元醇,酸或酸酐,不饱和脂肪酸投入到反应釜中,在搅拌状态下逐渐升温至210-230℃,使其反应酸值<10。
然后抽真空,进行减压蒸馏,除去所有的水分及二甲苯。
对其进行降温至130-145℃时,匀速滴加混合均匀后的单体与引发剂到反应釜中(滴加时间为6-8小时)。
滴加完毕后,保温3-4小时至单体转化率为98%以上(以固含量为准)。
根据实际需求,不加或加入适量助溶剂降粘同时降温。
当温度降到85到90℃时,加入异氰酸酯化合物(在0.5h内滴毕),反应2h。由于此反应为放热反应,在反应过程中,温度将升至100℃,在该温度下进行反应。
最后,将上述反应产物降温至50℃,逐滴滴入中和剂至反应釜中,搅拌15-30min。然后,滴加去离子水到反应釜中。滴加完毕后,继续反应30-40min;过滤包装,可以得到固体份为38%的自交联型水性聚氨酯丙烯酸酯分散体。
实施例4:
在本实施例中,具体使用的原料及其比例如下:高碘妥尔油酸28.7g;季戊四醇13.6g;六氢苯酐16.96g;二甲苯3g;甲基丙烯酸甲酯10g;甲基丙烯酸正丁酯10.87g;丙烯酸丁酯10.87g;甲基丙烯酸7.5g;叔丁基过氧化物2g;二丙二醇二甲醚20g;甲苯二异氰酸酯6.96g。
制备方法为:
首先,将多元醇,酸或酸酐,不饱和脂肪酸投入到反应釜中,在搅拌状态下逐渐升温至210-230℃,使其反应酸值<10。
然后抽真空,进行减压蒸馏,除去所有的水分及二甲苯。
对其进行降温至130-145℃时,匀速滴加混合均匀后的单体与引发剂到反应釜中(滴加时间为6-8小时)。
滴加完毕后,保温3-4小时至单体转化率为98%以上(以固含量为准)。
根据实际需求,不加或加入适量助溶剂降粘同时降温。
当温度降到85到90℃时,加入异氰酸酯化合物(在0.5h内滴毕),反应2h。由于此反应为放热反应,在反应过程中,温度将升至100℃,在该温度下进行反应。
最后,将上述反应产物降温至50℃,逐滴滴入中和剂至反应釜中,搅拌15-30min。然后,滴加去离子水到反应釜中。滴加完毕后,继续反应30-40min;过滤包装,可以得到固体份为38%的自交联型水性聚氨酯丙烯酸酯分散体。
实施例5:
按质量份计,分别取上述实施例1-4制得的产品45份,在50℃下,用1.5份质量份氨水(浓度为25%)进行中和并搅拌充分中和15-30分钟。
然后用适量质量份去离子水进行乳化,过滤包装,获得pH值为7-8,固体含量为38%乳状或半透明的水性聚氨酯丙烯酸酯分散体成品。
其具体成品技术指标测试结果及其测试方法如下:
实施例6:
本实施例为应用上述水性聚氨酯丙烯酸酯分散体成品制备水性工业漆的制备方法实施例。其制备过程包括色浆制备和调漆两个步骤。
色浆制备:
首先,按质量百分比计,将去离子水6.67%加入至反应釜中,在搅拌状态下缓慢加入BYK190(润湿剂,德国毕克)2.5% 和Foamex810(消泡剂,德国迪高)0.03%。
其次,缓慢加入R902(钛白粉,杜邦公司)25%,搅拌均匀后,使用磨砂机进行研磨至细度小于等于20微米。
最后,放出制备完成的色浆备用。
调漆:
首先,按质量百分比计,取实施例5获得的成品64.0%加入调漆釜中,在搅拌状态下,加入25%氨水0.5%中和。
其次,加入Foamex810(消泡剂,德国迪高)0.1%,WD5003-1(水性催干剂,佛山同德化工)0.9%。
再次,在搅拌条件下,加入上述步骤获得的色浆34.2%。
再次,使用氨水调节pH值为7-8,并加入增稠剂OMG0620 0.2%、OMG0434 0.1%和去离子水,调节至合适的粘度。
最后,用80-100目滤网过滤,获得所述水性工业漆。
实施例7:
下表为实施6制备的水性工业漆按照HB/T3828-2006标准的性能测试结果,具体为:
可以理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据本发明的技术方案及本发明构思加以等同替换或改变,而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种水性聚氨酯丙烯酸酯,其特征在于,按重量百分比计,由如下合成原料组成:
(甲基)丙烯酸酯或乙烯基单体 15~45%;
不饱和脂肪酸 0~33%;
引发剂 0.1~5%;
酸或酸酐 0~15%;
二元醇或多元醇 0~15%;
共溶剂 0~30%;
异氰酸酯化合物 1~30%;
胺类化合物 0~3%;
中和剂 1~2%;
去离子水 50~65%。
2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯丙烯酸酯,其特征在于,按重量百分比计,由如下合成原料组成:
高碘妥尔油酸 22%;
季戊四醇 10%;
六氢苯酐 13%;
二甲苯 2.3%;
甲基丙烯酸甲酯 19%;
甲基丙烯酸正丁酯 3.0%;
丙烯酸丁酯 3.0%;
甲基丙烯酸 4.2%;
过氧化苯甲酸叔丁酯 1.6%;
丙酮 15%;
异氟尔酮二异氰酸酯 6.9%。
3.根据权利要求1所述的水性聚氨酯丙烯酸酯,其特征在于,所述共溶剂包括丙酮、丁酮、二丙二醇二甲醚中的一种或者多种。
4.根据权利要求1所述的水性聚氨酯丙烯酸酯,其特征在于,所述(甲基)丙烯酸酯或乙烯基单体包括:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯、苯乙烯、乙烯基苯乙烯的一种或者多种。
5.根据权利要求1所述的水性聚氨酯丙烯酸酯,其特征在于,所述不饱和脂肪酸包括:豆油酸、亚油酸、桐亚油酸、脱水蓖麻油酸、蓖麻油酸、精致亚油酸、妥尔油酸、亚麻油酸的一种或者多种。
6.根据权利要求1所述的水性聚氨酯丙烯酸酯,其特征在于,所述引发剂包括:过氧化苯甲酰BPO、过氧化苯甲酰叔丁酯TBPB、过氧化环己酮CHPO、过氧化叔丁基TBHP、过氧化新戊酸叔戊酯TAPP、过硫酸盐的一种或者多种。
7.根据权利要求1所述的水性聚氨酯丙烯酸酯,其特征在于,所述中和剂包括:N,N-二甲基乙醇胺、三乙胺、氨水、AMP95、三乙醇胺、二乙醇胺、二乙胺的一种或者多种。
8.根据权利要求1所述的水性聚氨酯丙烯酸酯,其特征在于,所述胺类化合物包括:乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、1,3-丙二胺、异氟尔酮二胺、1,2-环己二胺、1,4-环己二胺、1,2-环己二甲胺、1,4-环己二甲胺的一种或者多种。
9.一种制备如权利要求1-8任一所述的水性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法,其特征在于,包括:
以预定的比例,投入多元醇,酸或酸酐,不饱和脂肪酸,在搅拌状态下逐渐升温至210-230℃进行反应;
在反应酸值<10后,抽真空并去除水分获得含不饱和脂肪酸的丙烯酸酯中间体;
当所述含不饱和脂肪酸的丙烯酸酯中间体降温至130-145℃时,匀速滴加(甲基)丙烯酸酯或乙烯基单体与引发剂的混合物;
滴加完成后,保温反应3-4小时至所述(甲基)丙烯酸酯或乙烯基单体单体转化率为98%以上;
加入助溶剂;
当加入助溶剂后,温度降到85到90℃时,加入异氰酸酯化合物,并在100℃下反应2h;
降温至50℃,滴加中和剂并搅拌15-30min;
滴加去离子水;
滴加去离子水完毕后,继续反应30-40min,过滤后制备得所述水性聚氨酯丙烯酸酯。
10.一种应用如权利要求1-8任一所述的水性聚氨酯丙烯酸酯的水性涂料,其特征在于,按重量百分比计,由如下原料组成:
水性聚氨酯丙烯酸酯 55.0~99.0%;
颜填料 0~45.0%;
润湿分散剂 0~1.0%;
中和剂 1.0~2.0%;
催干剂 0.1~1.0%;
消泡剂 0.1~1.0%;
流平剂 0.1~0.5%;
增稠剂 0.1~1.0%。
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