CN111978851A - 耐高温耐水的水性聚氨酯涂料及其制备方法 - Google Patents

耐高温耐水的水性聚氨酯涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐高温耐水的水性聚氨酯涂料及其制备方法，属于水性聚氨酯涂料技术领域。本发明所述的耐高温耐水的水性聚氨酯涂料，包括以下质量份数的原料：聚醚多元醇100‑300份，异氰酸酯15‑100份，链增长剂10‑50份；所述的聚醚多元醇是以乙二醇作为起始剂，与环氧丙烷和环氧乙烷进行反应制得。本发明所述的耐高温耐水的水性聚氨酯涂料，具有优异的耐高温和耐水性能；本发明同时提供了简单易行的制备方法。

Description

耐高温耐水的水性聚氨酯涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐高温耐水的水性聚氨酯涂料及其制备方法，属于水性聚氨酯涂料技术领域。
背景技术
水性聚氨酯涂料的分子大小以及分子结构可以视情况作出适当的调整，相较于传统意义上应用比较广泛的乳胶涂料而言，具备更好的低温成膜特性，无需添加额外的分散剂或乳化剂，其良好的外观和在耐化学品以及耐低温性方面的优势，使他逐渐取代传统的涂料。
但是水性聚氨酯涂料仍具有一定的局限性，耐水性不足和耐高温性差使其在实践应用中产生的效果大打折扣。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种耐高温耐水的水性聚氨酯涂料，其具有优异的耐高温和耐水性能；本发明同时提供了简单易行的制备方法。
本发明所述的耐高温耐水的水性聚氨酯涂料，包括以下质量份数的原料：
聚醚多元醇 100-300份，
异氰酸酯 15-100份，
链增长剂 10-50份；
所述的聚醚多元醇是以乙二醇作为起始剂，与环氧丙烷和环氧乙烷进行反应制得。采用该聚醚多元醇可以得到良好的耐水性，柔顺性和低温性。
优选的，聚醚多元醇的数均分子量为1000-3000，羟值为37-112mg KOH/g。
优选的，异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。
优选的，链增长剂为氢醌-双(β-羟乙基)醚(HQEE)。能显著提高产品的耐温等级。
所述的耐高温耐水的水性聚氨酯涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)先对聚醚多元醇进行脱水1-3h，脱水至聚醚多元醇水分质量含量低于5％；
(2)将脱水后的聚醚多元醇与异氰酸酯反应，反应温度为80-90℃，反应时间为1.5-2.5h，制得预聚物；
(3)将熔化的链增长剂加至步骤(2)所得的预聚物中混合反应，制得水性聚氨酯预聚物；
(4)将水性聚氨酯预聚物与水或者丙酮乳化，引入羟基硅油可得耐高温耐水的水性聚氨酯涂料。
步骤(3)中，加热至110-130℃使链增长剂熔化。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明使用材料易得，并且根据改变材料的使用增强了产品的耐水性耐温性；
(2)本发明还提供了制备方法，工艺简单合理，易于工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但其并不限制本发明的实施。
实施例1
一种耐高温耐水的水性聚氨酯涂料，由以下原料制成：
聚醚多元醇(数均分子量为1000，羟值为111.2mg KOH/g)100g，
异氰酸酯(甲苯二异氰酸酯)25.3g，
链增长剂(氢醌一二(β一羟乙基)醚)11.4g。
制备过程如下：
(1)先对聚醚多元醇进行脱水1h，脱水至聚醚多元醇水分含量为3％；
(2)将脱水后的聚醚多元醇与异氰酸酯反应，反应温度为80℃，反应2h制得预聚物；
(3)加热至120℃将扩链剂熔化，然后将熔化的链增长剂加至步骤(2)所得的预聚物中混合，即制得水性聚氨酯预聚物。
实施例2
一种耐高温耐水的水性聚氨酯涂料，由以下原料制成：
聚醚多元醇(数均分子量为3000，羟值为37.4mg KOH/g)200g，
异氰酸酯(甲苯二异氰酸酯)37.95g，
链增长剂(氢醌一二(β一羟乙基)醚)17.1g。
制备过程如下：
(1)先对聚醚多元醇进行脱水3h，脱水至聚醚多元醇水分含量为3％；
(2)将脱水后的聚醚多元醇与异氰酸酯反应，反应温度为90℃，反应3h制得预聚物；
(3)加热至120℃将扩链剂熔化，然后将熔化的链增长剂加至步骤(2)所得的预聚物中混合，即制得水性聚氨酯预聚物。
实施例3
一种耐高温耐水的水性聚氨酯涂料，由以下原料制成：
聚醚多元醇(数均分子量为2000，羟值为56.1mg KOH/g)300g，
异氰酸酯(甲苯二异氰酸酯)50.6g，
链增长剂(氢醌一二(β一羟乙基)醚)22.7g。
制备过程如下：
(1)先对聚醚多元醇进行脱水2h，脱水至聚醚多元醇水分含量为3％；
(2)将脱水后的聚醚多元醇与异氰酸酯反应，反应温度为85℃，反应2.5h制得预聚物；
(3)加热至120℃将扩链剂熔化，然后将熔化的链增长剂加至步骤(2)所得的预聚物中混合，即制得水性聚氨酯预聚物。
将上述所得预聚物在常温下添加丙酮稀释进行乳化，用乙二胺扩链引进羟基硅油，最后真空脱去丙酮制得涂料。
将试验制成三种比例的水性聚氨酯涂料进行测试可得，实施例1所得产品效果稍好一些，比现有产品在耐高温上有些许改善。
上述实施例仅是为了清楚地说明所做的实施例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或者变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种耐高温耐水的水性聚氨酯涂料，其特征在于：包括以下质量份数的原料：
聚醚多元醇 100-300份，
异氰酸酯 15-100份，
链增长剂 10-50份；
所述的聚醚多元醇是以乙二醇作为起始剂，与环氧丙烷和环氧乙烷进行反应制得。
2.根据权利要求1所述的耐高温耐水的水性聚氨酯涂料，其特征在于：聚醚多元醇的数均分子量为1000-3000，羟值为37-112mg KOH/g。
3.根据权利要求1所述的耐高温耐水的水性聚氨酯涂料，其特征在于：异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。
4.根据权利要求1所述的耐高温耐水的水性聚氨酯涂料，其特征在于：链增长剂为氢醌-双(β-羟乙基)醚。
5.一种权利要求1-4任一所述的耐高温耐水的水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)先对聚醚多元醇进行脱水；
(2)将脱水后的聚醚多元醇与异氰酸酯反应，制得预聚物；
(3)将熔化的链增长剂加至步骤(2)所得的预聚物中混合反应，制得水性聚氨酯预聚物；
(4)将水性聚氨酯预聚物与水或者丙酮乳化可得耐高温耐水的水性聚氨酯涂料。
6.根据权利要求5所述的耐高温耐水的水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中脱水1-3h，脱水至聚醚多元醇水分质量含量低于5％。
7.根据权利要求5所述的耐高温耐水的水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中反应温度为80-90℃，反应时间为1.5-2.5h。
8.根据权利要求5所述的耐高温耐水的水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中加热至110-130℃使链增长剂熔化。
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