CN110540799A - 一种聚氨酯防腐面漆及其使用方法 - Google Patents

一种聚氨酯防腐面漆及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及防腐面漆技术领域，具体涉及一种聚氨酯防腐面漆及其使用方法，包括组分A和组分B，所述组分A包括如下重量份的原料：羟基丙烯酸树脂、钛白粉、催化剂、流平剂、紫外线吸收剂、消泡剂、水；所述组分B包括如下重量份数的原料：二异氰酸酯、有机硅橡胶。本发明在作为固化剂的组分B中加入了有机硅橡胶，有机硅橡胶表面的羟基可以与二异氰酸酯发生交联，使有机硅橡胶具有较好的悬浮稳定性，在固化过程中，有机硅橡胶的硅氧基团可以与羟基丙烯酸树脂的活性基团接枝，从而有机硅橡胶插接于聚氨酯的交联结构中，降低聚氨酯的交联密度，提高了聚氨酯防腐面漆的韧性。

Description

一种聚氨酯防腐面漆及其使用方法
技术领域
本发明涉及防腐面漆技术领域，具体涉及一种聚氨酯防腐面漆及其使用方法。
背景技术
随着社会的不断发展，涂料产量愈来愈大，应用越来越广。传统的涂料(油漆)和粘合剂含有大量有机溶剂，施工后大量的芳烃、酯、酮类等有机挥发物进入大气，不仅浪费了宝贵资源，且危害人类健康。据统计，国内涂料年产量约1600万吨，每年向大气排放的VOC(可挥发性有机物)约为500万吨。
因此，国内的环保法规日益加强，多个省、市已经出台对油漆VOC收费的政策法规，溶剂型产品正在向“水性化、高固体份化、粉末化和辐射可固化”即“四化”方向发展。水性漆技术相对成熟度，应用范围看，是一个最为重要的方向，也具有很好的发展前景。
水性漆的研究和开发为涂料产业提供了一次很好的发展机遇，产业界和科研院所应加强合作，使我们在新一轮的产业调整中有所作为，促进行业发展和社会技术、经济进步。
申请人在日前申请了申请号为201810474694.0发明名称为一种水性金属漆及其制备方法的发明专利，该专利在聚氨酯漆中加入了自组装缓释微球，防腐性能较佳，且具有较好的力学强度。但自组装缓释微球的工业生产化难度较高，成本较大，而且在抗冲击性能上表现也稍显不足。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种成本较低、利于工业化生产的聚氨酯防腐面漆及其使用方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种聚氨酯防腐面漆，包括组分A和组分B，所述组分A包括如下重量份的原料：
所述组分B包括如下重量份数的原料：
二异氰酸酯 100份
有机硅橡胶 10-16份。
本发明在作为固化剂的组分B中加入了有机硅橡胶，有机硅橡胶表面的羟基可以与二异氰酸酯发生交联，使有机硅橡胶具有较好的悬浮稳定性，在固化过程中，有机硅橡胶的硅氧基团可以与羟基丙烯酸树脂的活性基团接枝，从而有机硅橡胶插接于聚氨酯的交联结构中，降低聚氨酯的交联密度，提高了聚氨酯防腐面漆的韧性。
其中，所述二异氰酸酯为4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯，所述4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯的-NCO含量为20％-28％。
其中，所述二异氰酸酯的-NCO与羟基丙烯酸树脂的-OH的摩尔比为1.1-1.2:1。
其中，所述有机硅橡胶通过如下重量份数的原料制得：
本发明优选的有机硅橡胶为氟硅橡胶，较一般的硅橡胶具有更佳的耐候性和耐腐蚀性，更有助于本发明涂料的防腐性能发挥。
其中，所述硫化剂为2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷、过氧化二异丙苯和过氧化苯甲酰中的至少一种，所述脱模剂为硬脂酸钙和/或硬脂酸锌。优选地，所述硫化剂由2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷和过氧化二异丙苯按重量比2-3:1的比例组成。相对上述三种单一的硫化剂，本发明优选地复配硫化剂可以较好地提高有机硅橡胶的韧性，从而提高涂料的柔韧性。
其中，所述有机硅橡胶的制备方法包括如下步骤：
(1)将氟硅生胶和乙烯基聚二甲基硅氧烷进行一次密炼，一次密炼的温度为100-120℃，时间为20-40min；
(2)加入脱模剂进行二次密炼，二次密炼的温度为120-140℃，密炼时间为20-30min，然后出料，得到混炼胶；
(3)将硫化剂加入至所述混炼胶进行混炼，然后在硫化机中进行硫化，得到硫化橡胶；
(4)利用液氮冷冻粉碎机将所述硫化橡胶进行粉碎，即得到所述有机硅橡胶。
在涂料技术领域中，丁腈橡胶是常见的原料之一，因为丁腈是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的，通过喷雾干燥可成粉状。而硫化橡胶需在模具中进行硫化，因此是具有一定体积的。本发明通过将硫化橡胶进行粉碎，使其可应用到聚氨酯涂料中，并且充分利用了有机硅橡胶的改性作用，显著提高了涂料的柔韧性。
其中，所述硫化温度为150-170℃，硫化时间为2-4h。
其中，所述有机硅橡胶的细度为100-200目。有机硅橡胶太细会给粉碎工艺带来较大的困难，而有机硅橡胶太粗不利于其在涂料中的均匀分散，本发明优选地有机硅橡胶的细度为100-200目，可以有效控制成本以及提高涂料性能。
其中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
其中，所述紫外线吸收剂为水杨酸酯类吸收剂和/或苯并三唑类吸收剂。
其中，所述流平剂为丙烯酸酯型流平剂，所述消泡剂为二甲基己炔醇。
如上所述的一种聚氨酯防腐面漆的使用方法方法包括如下步骤：
A、按照组分A和组分B的原料配比分别配置组分A和组分B进行备用；
B、往配置好的A组分中加入B组分，搅拌混合均匀后，对基材进行涂布、热固化，即得到所述聚氨酯防腐面漆。
本发明的有益效果在于：本发明在作为固化剂的组分B中加入了有机硅橡胶，有机硅橡胶表面的羟基可以与二异氰酸酯发生交联，使有机硅橡胶具有较好的悬浮稳定性，在固化过程中，有机硅橡胶的硅氧基团可以与羟基丙烯酸树脂的活性基团接枝，从而有机硅橡胶插接于聚氨酯的交联结构中，降低聚氨酯的交联密度，提高了聚氨酯防腐面漆的韧性。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种聚氨酯防腐面漆，包括组分A和组分B，所述组分A包括如下重量份的原料：
所述组分B包括如下重量份数的原料：
二异氰酸酯 100份
有机硅橡胶 10份。
其中，所述二异氰酸酯为4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯，所述4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯的-NCO含量为20％。
其中，所述二异氰酸酯的-NCO与羟基丙烯酸树脂的-OH的摩尔比为1.1:1。
其中，所述有机硅橡胶通过如下重量份数的原料制得：
其中，所述硫化剂为过氧化苯甲酰中的至少一种，所述脱模剂为硬脂酸钙。
其中，所述有机硅橡胶的制备方法包括如下步骤：
(1)将氟硅生胶和乙烯基聚二甲基硅氧烷进行一次密炼，一次密炼的温度为100℃，时间为20min；
(2)加入脱模剂进行二次密炼，二次密炼的温度为12℃，密炼时间为20min，然后出料，得到混炼胶；
(3)将硫化剂加入至所述混炼胶进行混炼，然后在硫化机中进行硫化，得到硫化橡胶；
(4)利用液氮冷冻粉碎机将所述硫化橡胶进行粉碎，即得到所述有机硅橡胶。
其中，所述硫化温度为150℃，硫化时间为2h。
其中，所述有机硅橡胶的细度为100目。
其中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
其中，所述紫外线吸收剂为水杨酸酯类吸收剂。
其中，所述流平剂为丙烯酸酯型流平剂，所述消泡剂为二甲基己炔醇。
如上所述的一种聚氨酯防腐面漆的使用方法方法包括如下步骤：
A、按照组分A和组分B的原料配比分别配置组分A和组分B进行备用；
B、往配置好的A组分中加入B组分，搅拌混合均匀后，对基材进行涂布、热固化，即得到所述聚氨酯防腐面漆。
实施例2
一种聚氨酯防腐面漆，包括组分A和组分B，所述组分A包括如下重量份的原料：
所述组分B包括如下重量份数的原料：
二异氰酸酯 100份
有机硅橡胶 16份。
其中，所述二异氰酸酯为4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯，所述4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯的-NCO含量为28％。
其中，所述二异氰酸酯的-NCO与羟基丙烯酸树脂的-OH的摩尔比为1.2:1。
其中，所述有机硅橡胶通过如下重量份数的原料制得：
其中，所述硫化剂为过氧化二异丙苯，所述脱模剂为硬脂酸锌。
其中，所述有机硅橡胶的制备方法包括如下步骤：
(1)将氟硅生胶和乙烯基聚二甲基硅氧烷进行一次密炼，一次密炼的温度为120℃，时间为40min；
(2)加入脱模剂进行二次密炼，二次密炼的温度为140℃，密炼时间为30min，然后出料，得到混炼胶；
(3)将硫化剂加入至所述混炼胶进行混炼，然后在硫化机中进行硫化，得到硫化橡胶；
(4)利用液氮冷冻粉碎机将所述硫化橡胶进行粉碎，即得到所述有机硅橡胶。
其中，所述硫化温度为170℃，硫化时间为4h。
其中，所述有机硅橡胶的细度为200目。
其中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
其中，所述紫外线吸收剂为苯并三唑类吸收剂。
其中，所述流平剂为丙烯酸酯型流平剂，所述消泡剂为二甲基己炔醇。
如上所述的一种聚氨酯防腐面漆的使用方法方法包括如下步骤：
A、按照组分A和组分B的原料配比分别配置组分A和组分B进行备用；
B、往配置好的A组分中加入B组分，搅拌混合均匀后，对基材进行涂布、热固化，即得到所述聚氨酯防腐面漆。
实施例3
一种聚氨酯防腐面漆，包括组分A和组分B，所述组分A包括如下重量份的原料：
所述组分B包括如下重量份数的原料：
二异氰酸酯 100份
有机硅橡胶 13份。
其中，所述二异氰酸酯为4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯，所述4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯的-NCO含量为24％。
其中，所述二异氰酸酯的-NCO与羟基丙烯酸树脂的-OH的摩尔比为1.2:1。
其中，所述有机硅橡胶通过如下重量份数的原料制得：
其中，所述硫化剂由2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷和过氧化二异丙苯按重量比2.5:1的比例组成。
其中，所述脱模剂由硬脂酸钙和硬脂酸锌按重量比1:1的比例组成。
其中，所述有机硅橡胶的制备方法包括如下步骤：
(1)将氟硅生胶和乙烯基聚二甲基硅氧烷进行一次密炼，一次密炼的温度为110℃，时间为30min；
(2)加入脱模剂进行二次密炼，二次密炼的温度为130℃，密炼时间为25min，然后出料，得到混炼胶；
(3)将硫化剂加入至所述混炼胶进行混炼，然后在硫化机中进行硫化，得到硫化橡胶；
(4)利用液氮冷冻粉碎机将所述硫化橡胶进行粉碎，即得到所述有机硅橡胶。
其中，所述硫化温度为160℃，硫化时间为3h。
其中，所述有机硅橡胶的细度为150目。
其中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
其中，所述紫外线吸收剂为水杨酸酯类吸收剂。
其中，所述流平剂为丙烯酸酯型流平剂，所述消泡剂为二甲基己炔醇。
如上所述的一种聚氨酯防腐面漆的使用方法方法包括如下步骤：
A、按照组分A和组分B的原料配比分别配置组分A和组分B进行备用；
B、往配置好的A组分中加入B组分，搅拌混合均匀后，对基材进行涂布、热固化，即得到所述聚氨酯防腐面漆。
对比例1
本对比例与实施例3的区别在于：
所述有机硅橡胶用等质量的150目的丁腈橡胶粉替代。
对比例2
本对比例与实施例3的区别在于：
所述有机硅橡胶用等质量的经硅烷偶联剂kh550处理的纳米二氧化硅替代。
对比例3
本对比例与实施例3的区别在于：
组分B中不含有有机硅橡胶。
将实施例3和对比例1-2的漆膜按照GB/T6739-2006、GB/T1720-1979、GB/T1731-1993、GB/T1732-1993和GB/T1771-2007分别进行漆膜硬度、漆膜附着力、漆膜柔韧性、漆膜抗冲击性和耐中性盐雾进行测试，测试结果如下表：
从上表可知，聚氨酯涂料自带较好的防腐性，受填料的影响较小；从对比例1中可知，丁腈橡胶由于与异氰酸酯或羟基丙烯酸树脂基本无反应性，因此聚氨酯漆膜的交联程度较高，整体硬度较大，而丁腈橡胶是一种柔韧性较好的弹性体，说明橡胶体的物理共混与环氧树脂存在相分离，不利于漆膜韧性的提升；从对比例2可知，硅烷偶联剂处理的纳米二氧化硅同样具有丰富的硅氧基团，可降低聚氨酯漆膜的交联程度，整体硬度较低，并且韧性也有稍微的提升。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚氨酯防腐面漆，其特征在于：包括组分A和组分B，所述组分A包括如下重量份的原料：
所述组分B包括如下重量份数的原料：
二异氰酸酯 100份
有机硅橡胶 10-16份。
2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯防腐面漆，其特征在于：所述二异氰酸酯为4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯，所述4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯的-NCO含量为20％-28％。
3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯防腐面漆，其特征在于：所述二异氰酸酯的-NCO与羟基丙烯酸树脂的-OH的摩尔比为1.1-1.2:1。
4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯防腐面漆，其特征在于：所述有机硅橡胶通过如下重量份数的原料制得：
5.根据权利要求4所述的一种聚氨酯防腐面漆，其特征在于：所述硫化剂为2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷、过氧化二异丙苯和过氧化苯甲酰中的至少一种，所述脱模剂为硬脂酸钙和/或硬脂酸锌，所述结构化控制剂为羟基硅油。
6.根据权利要求4所述的一种聚氨酯防腐面漆，其特征在于：所述有机硅橡胶的制备方法包括如下步骤：
(1)将氟硅生胶和乙烯基聚二甲基硅氧烷进行一次密炼，一次密炼的温度为100-120℃，时间为20-40min；
(2)加入脱模剂进行二次密炼，二次密炼的温度为120-140℃，密炼时间为20-30min，然后出料，得到混炼胶；
(3)将硫化剂加入至所述混炼胶进行混炼，然后在硫化机中进行硫化，得到硫化橡胶；
(4)利用液氮冷冻粉碎机将所述硫化橡胶进行粉碎，即得到所述有机硅橡胶。
7.根据权利要求1所述的一种聚氨酯防腐面漆，其特征在于：所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
8.根据权利要求1所述的一种聚氨酯防腐面漆，其特征在于：所述紫外线吸收剂为水杨酸酯类吸收剂和/或苯并三唑类吸收剂。
9.根据权利要求1所述的一种聚氨酯防腐面漆，其特征在于：所述流平剂为丙烯酸酯型流平剂，所述消泡剂为二甲基己炔醇。
10.权利要求1-9任意一项所述的一种聚氨酯防腐面漆的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、按照组分A和组分B的原料配比分别配置组分A和组分B进行备用；
B、往配置好的A组分中加入B组分，搅拌混合均匀后，对基材进行涂布、热固化，即得到所述聚氨酯防腐面漆。
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