CN108165151A - 一种水性氟碳改性丙烯酸聚氨酯面漆及其制备方法 - Google Patents

一种水性氟碳改性丙烯酸聚氨酯面漆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水性氟碳改性丙烯酸聚氨酯面漆及其制备方法，属于工业防腐涂料技术领域。所述的面漆由A组份和B组份组成，A组份由水性羟基丙烯酸分散体，水性氟碳树脂，分散剂，钛白粉，催化剂，基材润湿剂，消泡剂，流变助剂和去离子水组成；B组份由HDI型异氰酸酯固化剂，无水稀释剂和脱水剂组成。该发明以水性氟碳改性羟基丙烯酸分散体为成膜剂，具有聚氨酯涂料干性快，硬度高，高光泽、高丰满度等优点。同时，经过改性后相比于丙烯酸聚氨酯涂料，本发明具有更加优越的保光保色性、耐腐蚀、耐化学品以及耐候性、耐沾污等性能。

Description

一种水性氟碳改性丙烯酸聚氨酯面漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及工业防腐涂料技术领域，尤其涉及一种水性氟碳改性丙烯酸聚氨酯面漆及其制备方法。
背景技术
随着全球气候变化和化石资源的日趋紧张，全球各国制定环保法规和政策，鼓励推广和使用节能、绿色环保产品。水性涂料不含或少含挥发性有机化合物(VOC)，不含有害空气污染物(HAP)，因而有益于合理利用资源、保护环境和人体健康，已成为涂料技术的发展新方向。
水性丙烯酸聚氨酯涂料是将含-NCO基团的交联固化剂(组份B)加入到含羟基的丙烯酸乳液(组份A)组成双组分体系，通过活性基团的反应在成膜过程中形成三维网状交联结构，具有成膜温度低、光泽高、附着力强、硬度高以及较好的耐化学品性、耐候性等性能，是一种能够广泛应用于工业防腐的装饰性涂料。但随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，人们对防腐蚀提出了更高的要求，既要提高长效保护的周期，又要符合环境保护的最新要求；既要美化环境，又要讲究成本和效益。
水性氟碳涂料中，F原子取代了C原子，包围在碳链外形成紧密的保护层，使其不易受到外界的侵袭；含有的大量F-C键，是一种高键能化学键(460.2kJ/mol)，具有极高的稳定性，因此氟碳涂料具有优异的保光保色性、耐腐蚀、耐化学品以及耐候性、耐热、耐沾污等性能。但由于氟碳树脂价格昂贵，极大地限制了氟碳涂料的应用范围。
发明内容
本发明是针对上述存在的问题提供一种环保、价格低，具有优异耐腐蚀、耐化学品和耐候性能的水性氟碳改性丙烯酸聚氨酯面漆及其制备方法。一方面，本发明能够充分发挥丙烯酸聚氨酯涂料的光亮丰满、干燥快、硬度高以及极好的柔韧性等特点；另一方面，通过水性氟碳树脂改性获得高效的保光、保色性，高耐候性、耐腐蚀涂料，并有效降低成本。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种水性氟碳改性丙烯酸聚氨酯面漆，它由A组份和B组份按质量比1～8:1组成，其中：
A组份按质量份的组分：水性羟基丙烯酸分散体10-50份，水性氟碳树脂10-50份，分散剂2-5份，钛白粉20-30份，催化剂0.1-0.6份，基材润湿剂0.1-1份，有机硅类消泡剂0.1-1份，聚氨酯缔合型流变助剂0.5-2份，去离子水0.1-10份；
B组份按质量份的组分：HDI封闭型异氰酸酯固化剂60-80份，无水稀释剂20-30份，脱水剂1-5份。
在一些优选的技术方案中：A组份和B组份如下：
A组份按质量份的组分：水性羟基丙烯酸分散体20-50份，水性氟碳树脂20-50份，分散剂2-5份，钛白粉20-30份，催化剂0.1-0.6份，基材润湿剂0.1-1份，有机硅类消泡剂0.1-1份，聚氨酯缔合型流变助剂0.5-2份，去离子水0.1-10份；
B组份按质量份的组分：HDI型异氰酸酯固化剂70-80份，无水稀释剂25-30份，脱水剂1-5份。
在一些具体的实施方案中：A组份所述水性羟基丙烯酸分散体是万华2033、万华2042、湛新SM 6817w、湛新VSM 6299w、联固Uacryl 2135B、联固Uacryl2143H中的一种或者多种按照任意配比组合。
在一些具体的实施方案中：A组份所述的水性氟碳树脂是三氟醚类水性氟碳树脂DF-M05、三氟氯乙烯类水性氟碳树脂FE-4200、含氟丙烯酸类水性氟碳树脂DF-03中的一种或者多种按照任意配比组合。
在一些具体的实施方案中：A组份所述的分散剂为Dispers 757W、Dispers 750W、Dispers 760W、DISPERBYK-191中的一种或者多种按照任意配比组合；所述的有机硅类消泡剂为Airex 901W、Airex 902W、BYK-024、BYK-028中的一种或者多种按照任意配比组合；所述的聚氨酯缔合型流变助剂为ViscoPlus3000、ViscoPlus 3010、ViscoPlus 3030、ViscoPlus 3060中的一种或者多种按照任意配比组合。
在一些具体的实施方案中：A组份所述基材润湿剂是聚醚改性有机硅类Tego Wet280、BYK-346、Tego Wet KL245中的一种或者多种按照任意配比组合，催化剂为有机锡类催化剂LH 10。
在一些具体的实施方案中：B组份所述HDI封闭型异氰酸酯固化剂是万华268、万华HT-100、罗地亚TolonateTM HDT-LV 2、拜耳Bayhydur XP 2655中的一种或者多种按照任意配比组合。
在一些具体的实施方案中：B组份所述无水稀释剂是乙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或者多种按照任意配比组合；脱水剂为脱水剂SN-9088、脱水剂FL-180、脱水剂HL-919中的一种或者多种按照任意配比组合。
一种上述的水性氟碳改性丙烯酸聚氨酯面漆的制备方法，所述的制备方法为：
(1)A组份的制备：
将去离子水、分散剂和钛白粉混合后搅拌均匀并研磨至细度≤20μm，配制成第一混合物料；将水性氟碳树脂加入水性羟基丙烯酸分散体中搅拌均匀，之后加入基材润湿剂、有机硅类消泡剂、催化剂和聚氨酯缔合型流变助剂再次搅拌均匀，之后加入第一混合物料，搅拌均匀，得到第二混合物料；
(2)B组份的制备：
将无水稀释剂和脱水剂混合后搅拌均匀；之后继续加入HDI型异氰酸酯固化剂，继续搅拌均匀，得到第三混合物料；
(3)将第二混合物料和第三混合物料按照质量1～8:1混合均匀，即可得到目标产物。
本发明的有益效果：
1)本发明具有干性快，硬度高，高光泽、高丰满度，是一种环保型工业重防腐涂料。
2)经过改性后相比于丙烯酸聚氨酯涂料，本发明具有更加优越的保光保色性、耐腐蚀、耐化学品以及耐候性、耐沾污等性能。
3)本发明能够通过调整涂料中氟碳和丙烯酸分散体的比例，在性能和价值之间做到平衡，制备性价比最佳的氟碳改性丙烯酸聚氨酯涂料。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：
实施例1的制备方法
(1)A组份的制备：
将去离子水、分散剂和钛白粉混合后搅拌均匀并研磨至细度≤20μm，配制成第一混合物料；将水性氟碳树脂加入水性羟基丙烯酸分散体中搅拌均匀，之后加入基材润湿剂、有机硅类消泡剂、催化剂和聚氨酯缔合型流变助剂再次搅拌均匀，之后加入第一混合物料，搅拌均匀，得到第二混合物料；
(2)B组份的制备：
将无水稀释剂和脱水剂混合后搅拌均匀；之后继续加入HDI型异氰酸酯固化剂，继续搅拌均匀，得到第三混合物料；
(3)将第二混合物料和第三混合物料按照质量8:1混合均匀，即可得到目标产物。
实施例2的制备方法
(1)A组份的制备：
将去离子水、分散剂和钛白粉混合后搅拌均匀并研磨至细度≤20μm，配制成第一混合物料；将水性氟碳树脂加入水性羟基丙烯酸分散体中搅拌均匀，之后加入基材润湿剂、有机硅类消泡剂、催化剂和聚氨酯缔合型流变助剂再次搅拌均匀，之后加入第一混合物料，搅拌均匀，得到第二混合物料；
(2)B组份的制备：
将无水稀释剂和脱水剂混合后搅拌均匀；之后继续加入HDI型异氰酸酯固化剂，继续搅拌均匀，得到第三混合物料；
(3)将第二混合物料和第三混合物料按照质量1:1混合均匀，即可得到目标产物。
实施例3的制备方法
(1)A组份的制备：
将去离子水、分散剂和钛白粉混合后搅拌均匀并研磨至细度≤20μm，配制成第一混合物料；将水性氟碳树脂加入水性羟基丙烯酸分散体中搅拌均匀，之后加入基材润湿剂、有机硅类消泡剂、催化剂和聚氨酯缔合型流变助剂再次搅拌均匀，之后加入第一混合物料，搅拌均匀，得到第二混合物料；
(2)B组份的制备：
将无水稀释剂和脱水剂混合后搅拌均匀；之后继续加入HDI型异氰酸酯固化剂，继续搅拌均匀，得到第三混合物料；
(3)将第二混合物料和第三混合物料按照质量3:1混合均匀，即可得到目标产物。
实施例4的制备方法
(1)A组份的制备：
将去离子水、分散剂和钛白粉混合后搅拌均匀并研磨至细度≤20μm，配制成第一混合物料；将水性氟碳树脂加入水性羟基丙烯酸分散体中搅拌均匀，之后加入基材润湿剂、有机硅类消泡剂、催化剂和聚氨酯缔合型流变助剂再次搅拌均匀，之后加入第一混合物料，搅拌均匀，得到第二混合物料；
(2)B组份的制备：
将无水稀释剂和脱水剂混合后搅拌均匀；之后继续加入HDI型异氰酸酯固化剂，继续搅拌均匀，得到第三混合物料；
(3)将第二混合物料和第三混合物料按照质量5:1混合均匀，即可得到目标产物。
本发明中所制得水性氟碳改性丙烯酸聚氨酯面漆性能测试报告：
对比例1，其他条件同实施,1，第二混合物料和第三混合物料按照质量0.5：1混合均匀。
对比例2，其他条件同实施,1，第二混合物料和第三混合物料按照质量1：9混合均匀。

Claims (9)

1.一种水性氟碳改性丙烯酸聚氨酯面漆，其特征在于：它由A组份和B组份按质量比1～8:1组成，其中：
A组份按质量份的组分：水性羟基丙烯酸分散体10-50份，水性氟碳树脂10-50份，分散剂2-5份，钛白粉20-30份，催化剂0.1-0.6份，基材润湿剂0.1-1份，有机硅类消泡剂0.1-1份，聚氨酯缔合型流变助剂0.5-2份，去离子水0.1-10份；
B组份按质量份的组分：HDI异氰酸酯固化剂60-80份，无水稀释剂20-30份，脱水剂1-5份。
2.根据权利要求1所述的水性氟碳改性丙烯酸聚氨酯面漆，其特征在于：
A组份按质量份的组分：水性羟基丙烯酸分散体20-50份，水性氟碳树脂20-50份，分散剂2-5份，钛白粉20-30份，催化剂0.1-0.6份，基材润湿剂0.1-1份，有机硅类消泡剂0.1-1份，聚氨酯缔合型流变助剂0.5-2份，去离子水0.1-10份；
B组份按质量份的组分：HDI型异氰酸酯固化剂70-80份，无水稀释剂25-30份，脱水剂1-5份。
3.根据权利要求1所述的一种水性氟碳改性丙烯酸聚氨酯面漆，其特征在于，A组份所述水性羟基丙烯酸分散体是万华2033、万华2042、湛新SM 6817w、湛新VSM 6299w、联固Uacryl 2135B、联固Uacryl 2143H中的一种或者多种按照任意配比组合。
4.根据权利要求1所述的一种水性氟碳改性丙烯酸聚氨酯面漆，其特征在于，A组份所述的水性氟碳树脂是三氟醚类水性氟碳树脂DF-M05、三氟氯乙烯类水性氟碳树脂FE-4200、含氟丙烯酸类水性氟碳树脂DF-03中的一种或者多种按照任意配比组合。
5.根据权利要求1所述的一种水性氟碳改性丙烯酸聚氨酯面漆，其特征在于，A组份所述的分散剂为Dispers 757W、Dispers 750W、Dispers 760W、DISPERBYK-191中的一种或者多种按照任意配比组合；所述的有机硅类消泡剂为Airex 901W、Airex 902W、BYK-024、BYK-028中的一种或者多种按照任意配比组合；所述的聚氨酯缔合型流变助剂为ViscoPlus 3000、ViscoPlus 3010、ViscoPlus 3030、ViscoPlus 3060中的一种或者多种按照任意配比组合。
6.根据权利要求1所述的一种水性氟碳改性丙烯酸聚氨酯面漆，其特征在于，A组份所述基材润湿剂是Tego Wet 280、BYK-346、Tego Wet KL245中的一种或者多种按照任意配比组合，催化剂为有机锡类催化剂LH 10。
7.根据权利要求1所述的一种水性氟碳改性丙烯酸聚氨酯面漆，其特征在于，B组份所述HDI封闭型异氰酸酯固化剂是万华268、万华HT-100、罗地亚TolonateTMHDT-LV 2、拜耳Bayhydur XP 2655中的一种或者多种按照任意配比组合。
8.根据权利要求1所述的一种水性氟碳改性丙烯酸聚氨酯面漆，其特征在于，B组份所述无水稀释剂是乙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或者多种按照任意配比组合；脱水剂为脱水剂SN-9088、脱水剂FL-180、脱水剂HL-919中的一种或者多种按照任意配比组合。
9.一种如权利要求1-8任一所述的水性氟碳改性丙烯酸聚氨酯面漆的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为：
(1)A组份的制备：
将去离子水、分散剂和钛白粉混合后搅拌均匀并研磨至细度≤20μm，配制成第一混合物料；将水性氟碳树脂加入水性羟基丙烯酸分散体中搅拌均匀，之后加入基材润湿剂、有机硅类消泡剂、催化剂和聚氨酯缔合型流变助剂再次搅拌均匀，之后加入第一混合物料，搅拌均匀，得到第二混合物料；
(2)B组份的制备：
将无水稀释剂和脱水剂混合后搅拌均匀；之后继续加入HDI型异氰酸酯固化剂，继续搅拌均匀，得到第三混合物料；
(3)将第二混合物料和第三混合物料按照质量1～8:1混合均匀，即可得到目标产物。
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