CN107216799B - 一种球场用环保型水性聚氨酯漆料和水性聚氨酯面漆 - Google Patents

一种球场用环保型水性聚氨酯漆料和水性聚氨酯面漆 Download PDF

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Abstract

本发明属于面漆领域，尤其涉及一种球场用环保型水性聚氨酯漆料和水性聚氨酯面漆。本发明提供的面漆包括以下组分：漆料100份；固化剂2～20份；所述漆料包括以下组分：水性聚氨酯乳液100份；金红石型钛白粉0.5～40份；纤维素0.1～2份；颜料0～20份；抗划伤剂0.1～8份；消泡剂0.05～3份；分散剂0.1～3份；润湿剂0.1～3份；pH调节剂0.1～3份；增稠剂0.5～5份；防腐剂0.1～2份；水10～60份。本发明提供优化面漆的成分组成和各成分的含量，使其成膜后表现出较高的硬度和附着力，同时表现出优异的高温干爽性和低温柔顺性，以及极佳的耐磨性。

Description

一种球场用环保型水性聚氨酯漆料和水性聚氨酯面漆
技术领域
本发明属于面漆领域，尤其涉及一种球场用环保型水性聚氨酯漆料和水性聚氨酯面漆。
背景技术
早期，球场一般采用溶剂型聚氨酯作为面漆，但由于其在合成过程以及施工过程中需要添加大量的苯类或其他有机溶剂，对环境和人体会造成非常大的危害，已逐渐被淘汰。水性面漆具有无毒、运输安全、制造和施工不需要加入溶剂，以及环境友好等特点，成为了目前球场采用较为广泛的面漆类型，其中最为常见的是水性丙烯酸乳液制备的水性面漆。
水性丙烯酸乳液制备的水性面漆虽然比传统的溶剂型面漆环保性好，但是由于球场多为聚氨酯材料，导致水性丙烯酸乳液制备面漆在其表面的附着力差，并且容易高温发粘，低温发脆。为解决这个问题，研究者们开始了球场用水性聚氨酯面漆的研究和开发。但目前研究和开发出的球场用水性聚氨酯面漆在成膜后普遍存在着硬度、耐磨性、附着力和高低温性能较差的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种球场用环保型水性聚氨酯漆料和水性聚氨酯面漆，本发明提供的面漆成膜后硬度较高，附着力好且具有优异的高温干爽性和低温柔顺性，以及极佳的耐磨性。
本发明提供了一种球场用环保型水性聚氨酯漆料，以质量分数计，包括以下组分：
Figure BDA0001356877640000011
Figure BDA0001356877640000021
所述水性聚氨酯乳液由包括以下质量份组分的原料制得：
二氧化碳共聚物多元醇100质量份、异佛尔酮二异氰酸酯20～80质量份、扩链交联剂1～20质量份、亲水扩链剂2～20质量份、辛酸亚锡0.01～1质量份、水100～300质量份和成盐剂1～15质量份。
优选的，所述二氧化碳共聚物多元醇的数均分子量为1000～8000，羟值为30～60mgKOH/g。
优选的，所述扩链交联剂包括乙二醇、丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、1,6-己二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、三羟甲基丙烷、1,4-羟甲基环己烷、三甲基戊二醇、二正丁胺、乙二胺、三甲基己二胺、四乙烯五胺、二乙烯三胺和异氟尔酮二胺中的一种或多种。
优选的，所述亲水扩链剂包括N,N-二羟乙基单马来酰胺酸、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、N,N-(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸和N-(2-氨基乙基)-2-氨基丙磺酸中的一种或多种。
优选的，所述成盐剂包括三乙胺、三丙胺、三丁胺、氢氧化钠和氨水中的一种或多种。
优选的，所述金红石型钛白粉的粒度为800～8000目。
优选的，所述纤维素的牌号为陶氏QP100MH。
优选的，所述水性聚氨酯乳液按照以下方法制备得到：
a)、将二氧化碳共聚物多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、扩链交联剂、亲水扩链剂和辛酸亚锡混合反应，得到预聚体；
b)、所述预聚体、成盐剂和水混合反应，得到水性聚氨酯乳液。
优选的，步骤a)中，反应的温度为75～95℃，反应的时间为3～5h；
步骤b)中，反应的温度为10～50℃，反应的时间为0.1～2h。
本发明提供了一种球场用环保型水性聚氨酯面漆，以质量分数计，包括以下组分：
A组分：上述技术方案所述漆料 100质量份；
B组分：固化剂 2-20质量份。
与现有技术相比，本发明提供了一种球场用环保型水性聚氨酯漆料和水性聚氨酯面漆。本发明提供的面漆包括以下组分：A组分：漆料100质量份；B组分：固化剂2-20质量份；所述漆料包括以下组分：水性聚氨酯乳液100质量份；金红石型钛白粉0.5～40质量份；纤维素0.1～2质量份；颜料0～20质量份；抗划伤剂0.1～8质量份；消泡剂0.05～3质量份；分散剂0.1～3质量份；润湿剂0.1～3质量份；pH调节剂0.1～3质量份；增稠剂0.5～5质量份；防腐剂0.1～2质量份；水10～60质量份；所述水性聚氨酯乳液由包括以下质量份组分的原料制得：二氧化碳共聚物多元醇100质量份、异佛尔酮二异氰酸酯20～80质量份、扩链交联剂1～20质量份、亲水扩链剂2～20质量份、辛酸亚锡0.01～1质量份、水100～300质量份和成盐剂1～15质量份。本发明提供优化面漆的成分组成和各成分的含量，使其成膜后表现出较高的硬度和附着力，同时表现出优异的高温干爽性和低温柔顺性，以及极佳的耐磨性。此外，本发明提供的面漆施工方式简单，直接将A、B组分按比例混合均匀即可施工，无需添加任何稀释剂，对环境较为友好。实验结果表明，本发明提供的面漆成膜后的铅笔硬度达到HB级以上，磨耗(750g、500转)＜0.045，高温(60℃)手感干爽，低温(-15℃)弯折无裂痕，漆膜附着力达到0级。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种球场用环保型水性聚氨酯漆料，以质量分数计，包括以下组分：
Figure BDA0001356877640000041
所述水性聚氨酯乳液由包括以下质量份组分的原料制得：
二氧化碳共聚物多元醇100质量份、异佛尔酮二异氰酸酯20～80质量份、扩链交联剂1～20质量份、亲水扩链剂2～20质量份、辛酸亚锡0.01～1质量份、水100～300质量份和成盐剂1～15质量份。
本发明提供的水性聚氨酯漆料包括水性聚氨酯乳液、金红石型钛白粉、纤维素、颜料、抗划伤剂、消泡剂、分散剂、润湿剂、pH调节剂、增稠剂、防腐剂和水。其中，所述水性聚氨酯乳液由包括以下质量份组分的原料制得：二氧化碳共聚物多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、扩链交联剂、亲水扩链剂、辛酸亚锡、水和成盐剂。在本发明中，所述二氧化碳共聚物多元醇的数均分子量优选为1000～8000，具体可为1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000或8000；所述二氧化碳共聚物多元醇的羟值优选为14～112mgKOH/g，具体可为112±2mgKOH/g、56±2mgKOH/g、37±2mgKOH/g、28±2mgKOH/g、22±2mgKOH/g、18±2mgKOH/g或14±2mgKOH/g。在本发明中，所述二氧化碳共聚物多元醇分子内含有大量的碳酸酯键及醚键，这些键使得二氧化碳共聚物多元醇在制备成聚氨酯时，容易形成较强的分子内及分子间氢键，使得产品具有较高的力学性能；另外，二氧化碳共聚物多元醇分子内含有大量的侧甲基，侧甲基存在使得碳酸酯键及醚键的内旋转受限，使得制备的水性聚氨酯胶膜表面硬度较高。在本发明中，所述异佛尔酮二异氰酸酯简称为IPDI，分子式为C12H18N2O2，以二氧化碳共聚物多元醇在原料中的含量为100质量份计，所述异佛尔酮二异氰酸酯在原料中的含量为20～80质量份，具体可为20质量份、25质量份、30质量份、35质量份、40质量份、45质量份、50质量份、55质量份、60质量份、65质量份、70质量份、75质量份或80质量份。在本发明中，所述扩链交联剂包括但不限于乙二醇、丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、1,6-己二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、三羟甲基丙烷、1,4-羟甲基环己烷、三甲基戊二醇、二正丁胺、乙二胺、三甲基己二胺、四乙烯五胺、二乙烯三胺和异氟尔酮二胺中的一种或多种；在本发明提供的一个实施例中，所述扩链交联剂包括乙二醇和三羟甲基丙烷，所述乙二醇和三羟甲基丙烷的质量比优选为(5～7)：(0.5～2)，更优选为6:1；以二氧化碳共聚物多元醇在原料中的含量为100质量份计，所述扩链交联剂在原料中的含量为1～20质量份，具体可为1质量份、2质量份、3质量份、4质量份、5质量份、6质量份、7质量份、8质量份、9质量份、10质量份、11质量份、12质量份、13质量份、14质量份、15质量份、16质量份、17质量份、18质量份、19质量份或20质量份。在本发明中，所述亲水扩链剂包括但不限于N,N-二羟乙基单马来酰胺酸、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、N,N-(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸和N-(2-氨基乙基)-2-氨基丙磺酸中的一种或多种；以二氧化碳共聚物多元醇在原料中的含量为100质量份计，所述亲水扩链剂在原料中的含量为2～20质量份，具体可为2质量份、3质量份、4质量份、5质量份、6质量份、7质量份、8质量份、9质量份、10质量份、11质量份、12质量份、13质量份、14质量份、15质量份、16质量份、17质量份、18质量份、19质量份或20质量份。在本发明中所述辛酸亚锡为制备水性聚氨酯乳液的反应催化剂，以二氧化碳共聚物多元醇在原料中的含量为100质量份计，所述辛酸亚锡在原料中的含量为0.01～1质量份，具体可为0.01质量份、0.05质量份、0.1质量份、0.15质量份、0.2质量份、0.25质量份、0.3质量份、0.35质量份、0.4质量份、0.45质量份、0.5质量份、0.55质量份、0.6质量份、0.65质量份、0.7质量份、0.75质量份、0.8质量份、0.85质量份、0.9质量份、0.95质量份或1质量份。在本发明中，所述成盐剂包括但不限于三乙胺、三丙胺、三丁胺、氢氧化钠和氨水中的一种或多种；以二氧化碳共聚物多元醇在原料中的含量为100质量份计，所述成盐剂在原料中的含量为1～15质量份，具体可为1质量份、2质量份、3质量份、4质量份、5质量份、6质量份、7质量份、8质量份、9质量份、10质量份、11质量份、12质量份、13质量份、14质量份或15质量份。在本发明中，所述水为水性聚氨酯乳液的介质，以二氧化碳共聚物多元醇在原料中的含量为100质量份计，所述水在原料中的含量为100～300质量份，具体可为100质量份、150质量份、200质量份、250质量份或300质量份。
在本发明中，所述水性聚氨酯乳液优选按照以下方法制备得到：
a)、将二氧化碳共聚物多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、扩链交联剂、亲水扩链剂和辛酸亚锡混合反应，得到预聚体；
b)、所述预聚体、成盐剂和水混合反应，得到水性聚氨酯乳液。
在本发明提供的上述水性聚氨酯乳液的制备方法中，首先将二氧化碳共聚物多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、扩链交联剂、亲水扩链剂和辛酸亚锡混合。在本发明中，优选先将二氧化碳共聚物多元醇、交联扩链剂和扩链剂混合后对其进行真空脱水，之后再依次与异佛尔酮二异氰酸酯和辛酸亚锡混合。其中，所述真空脱水的温度优选为100～110℃；所述真空脱水的时间优选为1～2h；所述依次与异佛尔酮二异氰酸酯和辛酸亚锡混合的温度优选为30～60℃。二氧化碳共聚物多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、扩链交联剂、亲水扩链剂和辛酸亚锡混合后，进行反应，所述反应的温度优选为75～95℃，具体可为75℃、80℃、85℃、90℃或95℃；所述反应的时间优选为3～5h，具体可为3h、3.5h、4h、4.5h或5h。混合反应完结束，得到预聚体。得到预聚体后，将所述预聚体、成盐剂和水混合反应。其中，反应的温度优选为10～50℃，具体可为10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃或50℃；反应的时间优选为0.1～2h，具体可为0.1h、0.2h、0.3h、0.4h、0.5h、0.6h、0.7h、0.8h、0.9h、1h、1.1h、1.2h、1.3h、1.4h、1.5h、1.6h、1.7h、1.8h、1.9h或2h。在本发明中，所述预聚体、成盐剂和水优选按照以下方式混合反应：先将预聚体和成盐剂混合；其中，所述混合的温度优选为10～50℃，具体可为10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃或50℃；所述混合的时间优选为0.1～1h，具体可为0.1h、0.25h、0.5h、0.75h或1h。预聚体和成盐剂混合结束后，与水混合；其中，所述混合的温度优选为10～50℃，具体可为10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃或50℃；所述混合的时间优选为0.1～1h，具体可为0.1h、0.25h、0.5h、0.75h或1h；所述混合的搅拌速率优选为1000～2000RPM，具体可为1000RPM、1100RPM、1200RPM、1300RPM、1400RPM、1500RPM、1600RPM、1700RPM、1800RPM、1900RPM或2000RPM。预聚体、成盐剂和水混合反应结束后，得到水性聚氨酯乳液。
在本发明中，所述金红石型钛白粉为漆料的填料组分，所述金红石型钛白粉的粒度优选为800～8000目，具体可为800目、1000目、1200目、1500目、1700目、2000目、2500目、3000目、3500目、4000目、4500目、5000目、5500目、6000目、6500目、7000目、7500目或8000目。以水性聚氨酯乳液在漆料中的含量为100质量份计，所述金红石型钛白粉在漆料中的含量为0.5～40质量份，具体可为0.5质量份、1质量份、2质量份、3质量份、4质量份、5质量份、6质量份、7质量份、8质量份、9质量份、10质量份、11质量份、12质量份、13质量份、14质量份、15质量份、16质量份、17质量份、18质量份、19质量份、20质量份、21质量份、22质量份、23质量份、24质量份、25质量份、26质量份、27质量份、28质量份、29质量份、30质量份、31质量份、32质量份、33质量份、34质量份、35质量份、36质量份、37质量份、38质量份、39质量份或40质量份。
在本发明中，所述纤维素的牌号优选为陶氏QP100MH；以水性聚氨酯乳液在漆料中的含量为100质量份计，所述纤维素在漆料中的含量为0.1～2质量份，具体可为0.1质量份、0.2质量份、0.3质量份、0.4质量份、0.5质量份、0.6质量份、0.7质量份、0.8质量份、0.9质量份、1质量份、1.1质量份、1.2质量份、1.3质量份、1.4质量份、1.5质量份、1.6质量份、1.7质量份、1.8质量份、1.9质量份或2质量份。
在本发明中，所述颜料包括但不限于铁红；以水性聚氨酯乳液在漆料中的含量为100质量份计，所述颜料在漆料中的含量为0～20质量份，具体可为1质量份、2质量份、3质量份、4质量份、5质量份、6质量份、7质量份、8质量份、9质量份、10质量份、11质量份、12质量份、13质量份、14质量份、15质量份、16质量份、17质量份、18质量份、19质量份或20质量份。
在本发明中，所述抗划伤剂的牌号包括但不限于道康宁DC51和/或巴斯夫WAX26；以水性聚氨酯乳液在漆料中的含量为100质量份计，所述抗划伤剂在漆料中的含量为0.1～8质量份，具体可为0.1质量份、0.5质量份、1质量份、1.5质量份、2质量份、2.5质量份、3质量份、3.5质量份、4质量份、4.5质量份、5质量份、5.5质量份、6质量份、6.5质量份、7质量份、7.5质量份或8质量份。
在本发明中，所述消泡剂的牌号包括但不限于BYK024、BYK1771和BYK1770中的一种或多种；以水性聚氨酯乳液在漆料中的含量为100质量份计，所述消泡剂在漆料中的含量为0.05～3质量份，具体可为0.05质量份、0.1质量份、0.5质量份、1质量份、1.5质量份、2质量份、2.5质量份或3质量份。
在本发明中，所述分散剂的牌号包括但不限于BYK2012和/或日本诺普科5040；以水性聚氨酯乳液在漆料中的含量为100质量份计，所述分散剂在漆料中的含量为0.1～3质量份，具体可为0.1质量份、0.5质量份、1质量份、1.5质量份、2质量份、2.5质量份或3质量份。
在本发明中，所述润湿剂的牌号包括但不限于BYK333、陶氏X405和陶氏CF-10中的一种或多种；以水性聚氨酯乳液在漆料中的含量为100质量份计，所述润湿剂在漆料中的含量为0.1～3质量份，具体可为0.1质量份、0.5质量份、1质量份、1.5质量份、2质量份、2.5质量份或3质量份。
在本发明中，所述pH调节剂的牌号包括但不限于陶氏AMP-95；以水性聚氨酯乳液在漆料中的含量为100质量份计，所述pH调节剂在漆料中的含量为0.1～3质量份，具体可为0.1质量份、0.5质量份、1质量份、1.5质量份、2质量份、2.5质量份或3质量份。
在本发明中，所述增稠剂的牌号包括但不限于罗门哈斯8W、罗门哈斯12W和罗门哈斯2020中的一种或多种；以水性聚氨酯乳液在漆料中的含量为100质量份计，所述增稠剂在漆料中的含量为0.5～5质量份，具体可为0.5质量份、1质量份、1.5质量份、2质量份、2.5质量份、3质量份、3.5质量份、4质量份、4.5质量份或5质量份。
在本发明中，所述防腐剂的牌号包括但不限于陶氏KATHONTMLXE；以水性聚氨酯乳液在漆料中的含量为100质量份计，所述防腐剂在漆料中的含量为0.1～2质量份，具体可为0.1质量份、0.2质量份、0.3质量份、0.4质量份、0.5质量份、0.6质量份、0.7质量份、0.8质量份、0.9质量份、1质量份、1.1质量份、1.2质量份、1.3质量份、1.4质量份、1.5质量份、1.6质量份、1.7质量份、1.8质量份、1.9质量份或2质量份。
在本发明中，漆料中的水为漆料的溶剂组分，以水性聚氨酯乳液在漆料中的含量为100质量份计，所述水在漆料中的含量为10～60质量份，具体可为10质量份、15质量份、50质量份、25质量份、30质量份、35质量份、40质量份、45质量份、50质量份、51质量份、52质量份、53质量份、54质量份、55质量份、56质量份、57质量份、58质量份、59质量份或60质量份。
在本发明中，直接将上述各组分混合均匀即可得到本发明提供的水性聚氨酯漆料，优选按照以下方式混合各组分：
首先，将水、防腐剂、分散剂、润湿剂、消泡剂和抗划伤剂混合。其中，所述混合的搅拌转速优选为300～700RPM，具体可为300RPM、400RPM、500RPM、600RPM或700RPM；所述混合的时间优选为5～30min，具体可为5min、10min、15min、20min、25min或30min。混合结束后，得到第一混合物。
然后，将所述第一混合物与金红石型钛白粉、颜料和纤维素混合。其中，所述混合的搅拌转速优选为300～700RPM，具体可为300RPM、400RPM、500RPM、600RPM或700RPM；所述混合的时间优选为5～30min，具体可为5min、10min、15min、20min、25min或30min。混合结束后，得到第二混合物。
之后，将所述第二混合物与水性聚氨酯乳液混合。其中，所述混合的搅拌转速优选为500～1500RPM，具体可为500RPM、600RPM、700RPM、800RPM、900RPM、1000RPM、1100RPM、1200RPM、1300RPM、1400RPM或1500RPM；所述混合的时间优选为5～30min，具体可为5min、10min、15min、20min、25min或30min。混合结束后，得到第三混合物。
最后，将所述第三混合物与pH调节剂和增稠剂混合。其中，所述混合的搅拌转速优选为500～1500RPM，具体可为500RPM、600RPM、700RPM、800RPM、900RPM、1000RPM、1100RPM、1200RPM、1300RPM、1400RPM或1500RPM；所述混合的时间优选为5～30min，具体可为5min、10min、15min、20min、25min或30min。混合结束后，得到水性聚氨酯漆料。
在本发明中，对混合各组分所用的装置没有特别限定，优选采用本领域技术人员熟知的分散缸。
本发明提供优化漆料的成分组成和各成分的含量，使其再与固化剂混合成膜后表现出较高的硬度和附着力，同时表现出优异的高温干爽性和低温柔顺性，以及极佳的耐磨性。实验结果表明，本发明提供的漆料与固化剂混合成膜后的铅笔硬度达到HB级以上，磨耗(750g、500转)＜0.045，高温(60℃)手感干爽，低温(-15℃)弯折无裂痕，漆膜附着力达到0级。
本发明提供了一种球场用环保型水性聚氨酯面漆，以质量分数计，包括以下组分：
A组分：上述技术方案所述漆料 100质量份；
B组分：固化剂 2-20质量份。
本发明提供的水性聚氨酯面漆包括所述漆料和固化剂。其中，所述固化剂优选为水性异氰酸酯固化剂；所述固化剂的牌号包括但不限于拜耳2547和/或拜耳2655；以漆料在面漆中的含量为100质量份计，所述固化剂在面漆中的含量为2～20质量份，具体可为2质量份、3质量份、4质量份、5质量份、6质量份、7质量份、8质量份、9质量份、10质量份、11质量份、12质量份、13质量份、14质量份、15质量份、16质量份、17质量份、18质量份、19质量份或20质量份。
在本发明中，所述面漆在使用时，直接将所述漆料和所述固化剂按比例混合均匀后，涂覆在地坪表面，待其成膜后即可。
本发明提供优化面漆的成分组成和各成分的含量，使其成膜后表现出较高的硬度和附着力，同时表现出优异的高温干爽性和低温柔顺性，以及极佳的耐磨性。此外，本发明提供的面漆施工方式简单，直接将A、B组分按比例混合均匀即可施工，无需添加任何稀释剂，对环境较为友好。实验结果表明，本发明提供的面漆成膜后的铅笔硬度达到HB级以上，磨耗(750g、500转)＜0.045，高温(60℃)手感干爽，低温(-15℃)弯折无裂痕，漆膜附着力达到0级。
为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例1
a)水性聚氨酯乳液制备
在500RPM搅拌条件下加入100质量份二氧化碳共聚物多元醇(Mn＝3000，羟值37±2)、3质量份乙二醇、8质量份二羟甲基丙酸在100℃条件下抽真空脱水2小时，降温至60℃，加入50质量份异佛尔酮二异氰酸酯，搅拌0.5小时，加入0.2质量份辛酸亚锡催化剂，升温至85℃反应3小时，降温至60度，加入6质量份三乙胺，搅拌0.5小时，在1500RPM高速搅拌条件下加入200质量份水，搅拌15分钟，得到水性聚氨酯乳液。
水性聚氨酯胶膜制样：水性聚氨酯乳液常温成膜24小时，再在80℃条件下干燥12小时，得到水性聚氨酯胶膜。
b)水性聚氨酯漆料制备
在500RPM搅拌条件下，往分散缸加入54质量份水，再分别投入0.5质量份防腐剂，2质量份分散剂，2质量份润湿剂，2质量份消泡剂，2质量份抗划伤剂，分散30min，再加入30质量份填料，15质量份颜料，1质量份纤维素，分散30min，再加入100质量份步骤a)制备的水性聚氨酯乳液，1500RPM转速分散30min，再加入1质量份pH调节剂，1质量份增稠剂，800RPM转速分散20min，得到水性聚氨酯漆料。
其中：防腐剂为陶氏KATHONTMLXE，分散剂为BYK2012，润湿剂为BYK333，消泡剂为BYK024，抗划伤剂为道康宁DC51，颜料为铁红，填料为金红石型钛白粉6000目，纤维素为陶氏QP100MH，pH调剂为陶氏AMP-95，增稠剂为罗门哈斯8W。
水性聚氨酯面层制样：取100质量份步骤a)制备的水性聚氨酯漆料，加入6质量份水性固化剂拜耳2547，搅拌均匀，常温成膜72小时。
实施例2
a)水性聚氨酯乳液制备
在搅拌条件下加入100质量份二氧化碳共聚物多元醇(Mn＝2000，羟值56±2)、6质量份乙二醇、1质量份三羟甲基丙烷、12质量份二羟甲基丙酸在100℃条件下抽真空脱水2小时，降温至60℃，加入80质量份异佛尔酮二异氰酸酯，搅拌0.5小时，加入0.2质量份辛酸亚锡催化剂，升温至85℃反应3小时，降温至50度，加入9质量份三乙胺，搅拌0.5小时，在1500RPM高速搅拌条件下加入200质量份水，搅拌15分钟，得到水性聚氨酯乳液。
水性聚氨酯胶膜制样：水性聚氨酯乳液常温成膜24小时，再在80℃条件下干燥12小时，得到水性聚氨酯胶膜。
b)水性聚氨酯漆料制备
在500RPM转速搅拌条件下，往分散缸加入54质量份水，再分别投入0.5质量份防腐剂，2质量份分散剂，2质量份润湿剂，2质量份消泡剂，2质量份抗划伤剂，分散20min，再加入30质量份填料，15质量份颜料，1质量份纤维素，分散30min，再加入100质量份步骤a)制备的水性聚氨酯乳液，1500RPM转速分散30min，再加入1质量份pH调节剂，1.5质量份增稠剂，800RPM转速分散10min，得到水性聚氨酯漆料。
其中：防腐剂为陶氏KATHONTMLXE，分散剂为陶氏OROTANTM(特好散TM)1124，润湿剂为BYK333，消泡剂为BYK018，抗划伤剂为道康宁DC51，颜料为铁红，填料为金红石型钛白粉6000目，纤维素为陶氏QP100MH，pH调剂为陶氏AMP-95，增稠剂为罗门哈斯2020。
水性聚氨酯面层制样：取100质量份步骤b)制备的水性聚氨酯漆料，加入8质量份水性固化剂拜耳2547，搅拌均匀，常温成膜72小时。
实施例3
a)水性聚氨酯乳液制备
在搅拌条件下加入100质量份二氧化碳共聚物多元醇(Mn＝3000，羟值37±2)、6质量份1，6-己二醇、5质量份二羟甲基丙酸在100℃条件下抽真空脱水2小时，降温至60℃，加入45质量份异佛尔酮二异氰酸酯，搅拌0.5小时，加入0.2质量份辛酸亚锡催化剂，升温至80℃反应5小时，降温至45度，加入9质量份三乙胺，搅拌0.2小时，在1500RPM高速搅拌条件下加入200质量份水，搅拌15分钟，得到水性聚氨酯乳液。
水性聚氨酯胶膜制样：水性聚氨酯乳液常温成膜24小时，再在80℃条件下干燥12小时，得到水性聚氨酯胶膜。
b)水性聚氨酯漆料制备
在500RPM转速搅拌条件下，往分散缸加入54质量份水，再分别投入0.5质量份防腐剂，2质量份分散剂，2质量份润湿剂，2质量份消泡剂，2质量份抗划伤剂，分散10min，再加入30质量份填料，15质量份颜料，1质量份纤维素，分散30min，再加入100质量份步骤a)制备的水性聚氨酯乳液，1000RPM转速分散30min，再加入1质量份pH调节剂，1.5质量份增稠剂，500RPM转速分散30min，得到水性聚氨酯漆料。
其中：防腐剂为陶氏KATHONTMLXE，分散剂为陶氏OROTANTM(特好散TM)1124，润湿剂为BYK333，消泡剂为BYK024，抗划伤剂为道康宁DC51，颜料为铁红，填料为金红石型钛白粉6000目，纤维素为陶氏QP100MH，pH调剂为陶氏AMP-95，增稠剂为罗门哈斯2020。
水性聚氨酯面层制样：取100质量份步骤b)制备的水性聚氨酯漆料，加入5质量份水性固化剂2547，搅拌均匀，常温成膜72小时。
对比例1
a)水性聚氨酯乳液制备
在500RPM搅拌条件下加入100质量份聚醚二元醇(220N)、3质量份乙二醇、8质量份亲水扩链剂二羟甲基丙酸在100℃条件下抽真空脱水2小时，降温至60℃，加入50质量份二异氰酸酯，500RPM搅拌0.5小时，加入辛酸亚锡催化剂，升温至85℃反应3小时，降温至60度，加入成盐剂三乙胺，搅拌0.5小时，在1500RPM搅拌条件下加入200质量份水，搅拌15分钟，得到水性聚氨酯乳液。
水性聚氨酯胶膜制样：水性聚氨酯乳液常温成膜24小时，再在80℃条件下干燥12小时，得到水性聚氨酯胶膜。
b)水性聚氨酯漆料制备
在500RPM搅拌条件下，往分散缸加入54质量份水，再分别投入0.5质量份防腐剂，2质量份分散剂，2质量份润湿剂，2质量份消泡剂，2质量份抗划伤剂，分散20min，再加入30质量份填料，15质量份颜料，1质量份纤维素，分散30min，再加入100质量份步骤a)制备的水性聚氨酯乳液，800RPM转速分散30min，再加入1质量份pH调节剂，1质量份增稠剂，500RPM转速分散10min，得到水性聚氨酯漆料。
其中：防腐剂为陶氏KATHONTMLXE，分散剂为陶氏OROTANTM(特好散TM)1124，润湿剂为BYK333，消泡剂为BYK024，抗划伤剂为道康宁DC51，颜料为铁红，填料为金红石型钛白粉6000目，纤维素为陶氏QP100MH，pH调剂为陶氏AMP-95，增稠剂为罗门哈斯2020。
水性聚氨酯面层制样：取100质量份步骤b)制备的水性聚氨酯漆料，加入6质量份水性固化剂，搅拌均匀，常温成膜72小时。
对比例2
a、购买市售羟基丙烯酸乳液
b、水性漆料制备
在500RPM转速搅拌条件下，往分散缸加入54质量份水，再分别投入0.5质量份防腐剂，2质量份分散剂，2质量份润湿剂，2质量份消泡剂，2质量份抗划伤剂，分散20min，再加入30质量份填料，15质量份颜料，0.5质量份纤维素，分散20min，再加入100质量份市售羟基丙烯酸乳液，1500RPM转速分散20min，再加入1质量份pH调节剂，1质量份增稠剂，800RPM转速分散20min，得到水性聚氨酯漆料。
其中：防腐剂为陶氏KATHONTMLXE，分散剂为陶氏OROTANTM(特好散TM)1124，润湿剂为BYK333，消泡剂为BYK024，抗划伤剂为道康宁DC51，颜料为铁红，填料为金红石型钛白粉6000目，纤维素为陶氏QP100MH，pH调剂为陶氏AMP-95，增稠剂为罗门哈斯2020。
水性聚氨酯面层制样：取100质量份步骤b)制备的水性聚氨酯漆料，加入6质量份水性固化剂，搅拌均匀，常温成膜72小时。
对比例3
参照实施例1的制备工艺，其区别仅在于将填料由金红石型钛白粉(6000目)替换为6000目滑石粉，制备得到水性聚氨酯漆料。
水性聚氨酯面层制样：取100质量份步骤a)制备的水性聚氨酯漆料，加入6质量份水性固化剂拜耳2547，搅拌均匀，常温成膜72小时。
对比例4
参照实施例1的制备工艺，其区别仅在于将由纤维素替换为木质素(山东佰一化工有限公司，木质素磺酸钠，分析纯)，制备得到水性聚氨酯漆料。
水性聚氨酯面层制样：取100质量份步骤a)制备的水性聚氨酯漆料，加入6质量份水性固化剂拜耳2547，搅拌均匀，常温成膜72小时。
对比例5
参照实施例1的制备工艺，制得水性聚氨酯漆料，区别在于不添加固化剂，成膜72小时。
性能测试
本实施例为测定面漆的基本性能，所测定的性能包括：胶膜的拉伸强度、断裂伸长率；面层材料的铅笔硬度、磨耗、高温(60℃)手感、低温(-15℃)弯折。其中，拉伸强度按GB/T528-2009测试，断裂伸长率按GB/T528-2009测试，低温弯折参考标准GB/T 328测试，磨耗参照按照ISO7784.2，采用广州标格达仪器有限公司的BGD523测试，附着力按百格法GB/T9286-1998，漆膜耐冲击测试按GB/T 1732-93。测试结果见表1所示：
表1性能测试表
Figure BDA0001356877640000151
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种球场用环保型水性聚氨酯面漆，以质量份数计，包括以下组分：
A组分：球场用环保型水性聚氨酯漆料 100质量份；
B组分：固化剂 2～20质量份；
所述球场用环保型水性聚氨酯漆料，以质量份数计，包括以下组分：
Figure FDA0002266004070000011
所述水性聚氨酯乳液按照以下方法制备得到：
a)、将100质量份的二氧化碳共聚物多元醇、20～80质量份的异佛尔酮二异氰酸酯、1～20质量份的扩链交联剂、2～20质量份的亲水扩链剂和0.01～1质量份的辛酸亚锡混合反应，得到预聚体；所述扩链交联剂包括乙二醇和三羟甲基丙烷；
b)、所述预聚体、1～15质量份的成盐剂和100～300质量份的水混合反应，得到水性聚氨酯乳液；
所述金红石型钛白粉的粒度为5000～7000目；
所述纤维素的牌号为陶氏QP 100MH；
所述抗划伤剂的牌号为道康宁DC 51；
所述消泡剂的牌号为BYK 024或BYK 018；
所述分散剂的牌号为BYK 2012或陶氏OROTANTM 1124；
所述润湿剂的牌号为BYK 333；
所述增稠剂的牌号为罗门哈斯8W或罗门哈斯2020；
所述防腐剂的牌号为陶氏KATHONTMLXE；
所述固化剂的牌号为拜耳2547。
2.根据权利要求1所述的面漆，其特征在于，所述二氧化碳共聚物多元醇的数均分子量为1000～8000，羟值为30～60mgKOH/g。
3.根据权利要求1所述的面漆，其特征在于，所述亲水扩链剂包括N,N-二羟乙基单马来酰胺酸、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、N,N-(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸和N-(2-氨基乙基)-2-氨基丙磺酸中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的面漆，其特征在于，所述成盐剂包括三乙胺、三丙胺、三丁胺、氢氧化钠和氨水中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的面漆，其特征在于，步骤a)中，反应的温度为75～95℃，反应的时间为3～5h；
步骤b)中，反应的温度为10～50℃，反应的时间为0.1～2h。
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