CN112029398A - 无溶剂聚氨酯涂料及其制备方法 - Google Patents

无溶剂聚氨酯涂料及其制备方法 Download PDF

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陈寿生
杨秀奇
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Abstract

本申请提供了一种无溶剂聚氨酯涂料,所述无溶剂聚氨酯涂料包括第一组份和第二组份,以所述第一组份的总重量为100%计,包括如下重量百分含量的下列组分:40~50%无溶剂羟基丙烯酸树脂,5~15%活性稀释剂,43~50%颜料,2~3%助剂;所述第二组份包括异氰酸酯固化剂。所述无溶剂聚氨酯涂料为双组份无溶剂聚氨酯涂料,无溶剂强基丙烯酸树脂、活性稀释剂协同异氰酸酯固化剂实现成膜效果,促进成膜速率,提高涂料的涂膜效果,实现零VOC含量,在严苛腐蚀环境下能够保证一道涂装即可达到规定成膜厚度,性能优异。

Description

无溶剂聚氨酯涂料及其制备方法
技术领域
本申请属于涂料技术领域,尤其涉及一种无溶剂聚氨酯涂料及其制备方法。
背景技术
聚氨酯涂料是由羟基丙烯酸树脂为基体树脂,配合异氰酸酯固化剂,由基体树脂中的羟基和固化剂中的异氰酸酯基团发生交联固化反应。固化物具有高光泽、高丰满度的特性,同时漆膜具有附着力强、硬度高、耐磨等优点。因此广泛用作各类工业领域,是应用最为广泛的高档耐候面漆。
但由于羟基丙烯酸树脂本身分子量较大,故此粘度较高,因此需要使用溶剂将其稀释以降低树脂粘度,以便制备涂料产品。故此常规传统溶剂型聚氨酯涂料,体系内具有大量的有机溶剂(VOC),在施工状态下通常VOC含量达到数百g/L,对于生态环境有较大的危害,同时有机溶剂易燃易爆,对于人民群众安全也存在极大的隐患。
近年来兴起的水性涂料,其本身VOC含量较低,且由于体系内水的存在,闪点通常高于60℃,不属于危险品,在储存使用过程中都不会有爆燃的风险。但一般的水性聚氨酯乳液,通常固含量仅在40%左右,制备成漆的固含量相应较低,一次成膜厚度仅在30~40微米,无法做到单道厚涂。如果一次成膜厚度过高,则产品内的水分很难逸散出去,如水分滞留在漆膜内,则会严重影响涂料的性能。
而用于桥梁、船舶、海洋工程等领域的重防腐涂料,为了适应超长的防腐蚀和高耐候年限要求,配套涂膜总的厚度基本上要达到300微米左右,聚氨酯面漆的膜厚也通常要达到80~100微米。使用常规的溶剂型涂料,基本上2道涂装即可达到规定厚度,而使用目前市售的水性聚氨酯涂料,则至少需要涂装3~4道,严重影响了施工进度。
发明内容
本申请的目的在于提供一种无溶剂聚氨酯涂料及其制备方法,旨在解决现有技术中聚氨酯涂料需要添加溶剂进行溶解导致VOC值较高且涂覆效果较差的问题。
为实现上述申请目的,本申请采用的技术方案如下:
第一方面,本申请提供一种无溶剂聚氨酯涂料,所述无溶剂聚氨酯涂料包括第一组份和第二组份,以所述第一组份的总重量为100%计,包括如下重量百分含量的下列组分:
Figure BDA0002632268760000021
所述第二组份包括异氰酸酯固化剂。
第二方面,本申请提供一种所述的无溶剂聚氨酯涂料的制备方法,所述第一组份的制备方法包括如下步骤:
将无溶剂羟基丙烯酸树脂和活性稀释剂进行第一混料处理,得到第一混合物;
将所述第一混合物和颜料进行第二混料处理,并进行研磨处理,到第二混合物;
将所述第二混合物与助剂进行第三混料处理,得到所述第一组份。
本申请第一方面提供的无溶剂聚氨酯涂料,该无溶剂聚氨酯涂料包括第一组份和第二组份,为双组份无溶剂聚氨酯涂料,其中,第一组份以无溶剂强基丙烯酸树脂为主要组份,当与第二组份相互反应时,协同异氰酸酯固化剂实现成膜效果,促进成膜速率,提高涂料的涂膜效果;进一步与活性稀释剂协同作用,降低无溶剂聚氨酯涂料的粘度,使无溶剂聚氨酯涂料粘度低,涂覆能力较优;同时,配合使用颜料和助剂,颜料的添加能够提高涂料的遮盖效果,助剂能够增强涂料的各方面性能,使得到的无溶剂聚氨酯涂料体系内没有任何认为添加的有机溶剂,达到较高的环保性能,实现零VOC含量;同时该无溶剂聚氨酯涂料成膜效果较佳,在严苛腐蚀环境下能够保证一道涂装即可达到规定成膜厚度,性能优异、效果较好。
本申请第二方面提供的无溶剂聚氨酯涂料的制备方法,该制备方法简单方便,只需将第一组份各原料进行混合处理,使用过程中再与第二组份进行混合即可进行使用;该制备方法操作简单、方便使用,不需要大型设备即可实现,有利于广泛使用。
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
本申请中,术语“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况。其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,“a,b,或c中的至少一项(个)”,或,“a,b,和c中的至少一项(个)”,均可以表示:a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c,其中a,b,c分别可以是单个,也可以是多个。
应理解,在本申请的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,部分或全部步骤可以并行执行或先后执行,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量,也可以表示各组分间重量的比例关系,因此,只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地,本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
术语“第一“、“第二”仅用于描述目的,用来将目的如物质彼此区分开,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如,在不脱离本申请实施例范围的情况下,第一XX也可以被称为第二XX,类似地,第二XX也可以被称为第一XX。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
本申请实施例第一方面提供一种无溶剂聚氨酯涂料,无溶剂聚氨酯涂料包括第一组份和第二组份,以第一组份的总重量为100%计,包括如下重量百分含量的下列组分:
Figure BDA0002632268760000041
第二组份包括异氰酸酯固化剂。
本申请第一方面提供的无溶剂聚氨酯涂料,该无溶剂聚氨酯涂料包括第一组份和第二组份,为双组份无溶剂聚氨酯涂料,其中,第一组份以无溶剂强基丙烯酸树脂为主要组份,当与第二组份相互反应时,协同异氰酸酯固化剂实现成膜效果,进一步与活性稀释剂、颜料和助剂协同反应,降低涂料的粘度、同时实现零VOC含量,使无溶剂聚氨酯涂料成膜效果较佳,在严苛腐蚀环境下能够保证一道涂装即可达到规定成膜厚度,性能优异、效果较好。
具体的,无溶剂聚氨酯涂料包括第一组份和第二组份,第一组份包括40~50wt%的无溶剂羟基丙烯酸树脂。丙烯酸树脂是一种由丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类及其它烯属单体共聚制成的树脂,本申请提供的为无溶剂羟基丙烯酸树脂,采用不需要添加溶剂进行处理的羟基丙烯酸树脂,无溶剂羟基丙烯酸树脂能够保证制备得到的聚氨酯涂料不含有溶剂,实现零VOC,环保性能优异。在本发明具体实施例中,无溶剂聚氨酯涂料的第一组份中,无溶剂羟基丙烯酸树脂的重量百分含量选自40wt%、41wt%、42wt%、43wt%、44wt%、45wt%、46wt%、47wt%、48wt%、49wt%、50wt%。
在一些实施例中,无溶剂羟基丙烯酸树脂选自珠海展辰新材料有限公司自产的S5800型树脂,S5800型树脂使用长链缩水甘油酯为主体进行改性,树脂丰满度高、装饰性好,同时具有较低的粘度。优选的,S5800型树脂的固体含量为95%以上,体系内不含任何溶剂,能够实现零VOC,提高无溶剂聚氨酯涂料的环保性能。
具体的,无溶剂聚氨酯涂料包括第一组份和第二组份,第一组份包括5~15wt%的活性稀释剂,添加稀释剂能够提高无溶剂羟基丙烯酸树脂的溶解性并调节无溶剂聚氨酯涂料的粘度,使无溶剂聚氨酯涂料在使用过程中能够快速成膜。在本发明具体实施例中,无溶剂聚氨酯涂料的第一组份中,活性稀释剂的重量百分含量选自5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%、10wt%、11wt%、12wt%、13wt%、14wt%、15wt%。
优选的,活性稀释剂选自低聚物多元醇活性稀释剂,提供低聚物多元醇活性稀释剂与无溶剂羟基丙烯酸树脂进行协同使用,能够降低无溶剂羟基丙烯酸树脂的粘度,提高涂料的成膜效果。
优选的,低聚物多元醇活性稀释剂选自蓖麻油衍生物多元醇。在一些优选实施例中,蓖麻油衍生物多元醇选自美国Vertellus特性材料公司生产的D-290,D-290为以蓖麻油为基础的多元醇,外观为浅黄色液体,是一种含固量100%、具有低VOC值的聚氨酯和三聚氰胺交联改性的低聚物多元醇,使用该蓖麻油衍生物多元醇能够降低涂料的粘度,同时有利于与固化剂反应,可得到高弹性的涂料,成膜性能优异。
具体的,无溶剂聚氨酯涂料包括第一组份和第二组份,第一组份包括43~50wt%的颜料,添加颜料能够提高遮盖能力,实现涂覆效果。在本发明具体实施例中,无溶剂聚氨酯涂料的第一组份中,颜料的重量百分含量选自43wt%、44wt%、45wt%、46wt%、47wt%、48wt%、49wt%、50wt%。
优选的,颜料选自着色颜料和体质颜料的混合物,添加着色颜料,主要是使涂膜中起到较强的遮盖力作用;添加体质颜色,主要起到作为填料的作用,能够减少涂膜的多孔性,提高涂膜性能。
进一步优选的,着色颜料的重量百分含量为20~30%,体质颜料的重量百分含量为13~20%。在本发明具体实施例中,无溶剂聚氨酯涂料的第一组份的颜料中,着色颜料的重量百分含量选自20wt%、21wt%、22wt%、23wt%、24wt%、25wt%、26wt%、27wt%、28wt%、29wt%、30wt%;体质颜料的重量百分含量选自13wt%、14wt%、15wt%、16wt%、17wt%、18wt%、19wt%、20wt%。
在一些实施例中,着色颜料选自钛白粉、炭黑的至少一种。在本发明具体实施例中,着色颜料选自钛白粉,选择钛白粉作为着色颜料,能够在涂膜中起到增加遮盖力的作用。
在另一些实施例中,体质颜料选自硫酸钡、长石粉的至少一种。在本发明具体实施例中,体质颜料选自硫酸钡,提高硫酸钡不会对涂膜的光泽度产生不良影响,保持具有较优的涂膜表层。
具体的,无溶剂聚氨酯涂料包括第一组份和第二组份,第一组份包括2~3wt%的助剂,添加助剂能够提高涂膜的整体性能,更有利于广泛使用。在本发明具体实施例中,无溶剂聚氨酯涂料的第一组份中,助剂的重量百分含量选自2wt%、2.1wt%、2.2wt%、2.3wt%、2.4wt%、2.5wt%、2.6wt%、2.7wt%、2.8wt%、2.9wt%、3wt%。
优选的,助剂选自分散剂、流平剂、消泡剂、触变助剂的至少一种。
在一些实施例中,添加分散剂,分散剂能够促进各物质分散均匀,防止各组分发生沉淀,有利于涂料的长期保存和使用。在本发明优选实施例中,分散剂选自BYK-161、SOLSPERSE32500的至少一种。
在一些实施例中,添加流平剂,流平剂能够提高漆膜的相容性和平滑性,保证在使用过程中,无溶剂聚氨酯涂料成膜表面平整光滑。在本发明优选实施例中,流平剂选自BYK354、TEGO GLIDE 100的至少一种。
在一些实施例中,添加消泡剂,消泡剂能够去除无溶剂聚氨酯涂料混合过程中形成的泡沫,使产品在涂覆过程中不会出现孔隙。在本发明优选实施例中,消泡剂选自BYK-066N、TEGO AIREX 900的至少一种。
在一些实施例中,添加触变助剂,触变助剂能够提高成胶性能,提高矿物微细颗粒的晶面和晶结合,形成包含大量水分子的触变性凝胶。在本发明优选实施例中,触变助剂选自BYK410、BYK7411的至少一种。
具体的,无溶剂聚氨酯涂料包括第一组份和第二组份,第二组份包括异氰酸酯固化剂,本发明提供了无溶剂羟基丙烯酸树脂和无溶剂异氰酸酯固化剂作为主要成膜物质,涂料在设计时加入了蓖麻油改性的多元醇活性稀释剂降低产品粘度,产品本身具有粘度低、无溶剂、装饰性能优异的特点,实现成膜效果,促进成膜速率,提高涂料的涂膜效果。
优选的,第一组份和第二组份的质量比为(4~8):1。进一步优选的,无溶剂羟基丙烯酸树脂与异氰酸酯固化剂的质量比为(2~4):1,控制无溶剂羟基丙烯酸树脂与异氰酸酯固化剂的质量比,能够保证其反应效果较佳,达到的成膜效果较优异,成膜速率较快。在本发明优选实施例中,无溶剂羟基丙烯酸树脂与异氰酸酯固化剂的质量比3:1,控制在质量比的条件下,反应得到的涂料具有最佳的耐化学品性能。
在一些实施例中,异氰酸酯固化剂选自拜尔公司生产的Desmodur N3300固化剂,该型固化剂为通用型HDI三聚体固化剂,该固化剂的固体分可达到98%以上,体系内不含任何溶剂。
本申请实施例第二方面提供一种所无溶剂聚氨酯涂料的制备方法,第一组份的制备方法包括如下步骤:
S01.将无溶剂羟基丙烯酸树脂和活性稀释剂进行第一混料处理,得到第一混合物;
S02.将第一混合物和颜料进行第二混料处理,并进行研磨处理,到第二混合物;
S03.将第二混合物与助剂进行第三混料处理,得到第一组份。
本申请第二方面提供的无溶剂聚氨酯涂料的制备方法,该制备方法简单方便,只需将第一组份各原料进行混合处理,使用过程中再与第二组份进行混合即可进行使用;该制备方法操作简单、方便使用,不需要大型设备即可实现,有利于广泛使用。
在上述步骤S01中,将无溶剂羟基丙烯酸树脂和活性稀释剂进行第一混料处理的步骤中,将无溶剂羟基丙烯酸树脂和活性稀释剂于600~800rpm的条件下进行第一混料处理10~15分钟。
优选的,当助剂选自分散剂、流平剂、消泡剂、触变助剂的混合物时,将分散剂与无溶剂羟基丙烯酸树脂和活性稀释剂进行第一混料处理,得到第一混合物。
在上述步骤S02中,将第一混合物和颜料进行第二混料处理的步骤中,将第一混合物和颜料于800~1200rpm的条件下进行第二混料处理15~20分钟。
进一步,进行研磨处理的步骤中,采用研磨机进行研磨处理,使得到的第二混合物的细度较小,避免在使用过程中出现颗粒物。
优选的,控制第二混合物的细度≤40μm,有助于形成平整、光滑的漆膜表面。
在上述步骤S03中,将第二混合物与助剂进行第三混料处理的步骤中,将第二混合物与助剂于800~900rpm的条件下进行第三混料处理10~15分钟,得到第一组份。
优选的,当助剂选自分散剂、流平剂、消泡剂、触变助剂的混合物时,将第二混合物与流平剂、消泡剂、触变助剂进行第三混料处理。
进一步的,本发明的产品在施工时,将第一组份和第二组份进行混合,使用无空气喷涂设备直接施工,施工时不需要加入稀释剂,不需担心环境污染,不会造成涂装现场增加VOC排放。另外由于涂料本身不含溶剂,故此在储存运输过程中没有燃爆的风险,是性能较优的环保型涂料产品。
下面结合具体实施例进行说明。
实施例1
无溶剂聚氨酯涂料
无溶剂聚氨酯涂料包括第一组份和第二组份,以第一组份的总重量为100%计,包括如下重量百分含量的下列组分:
Figure BDA0002632268760000091
第二组份包括异氰酸固化剂;
其中,第一组份与第二组份的质量比为4:1;
无溶剂羟基丙烯酸树脂选自展辰公司提供的无溶剂羟基丙烯酸树脂S5800,
活性稀释剂选自美国Vertellus特性材料公司生产的D-290,
颜料选自重量百分含量为30wt%的着色颜料和重量百分含量为13wt%的体质颜料的混合物,着色颜料选自钛白粉,体质颜料选自硫酸钡沉淀,
助剂选自重量百分含量为0.5wt%的分散剂、0.5wt%的流平剂、0.5wt%的消泡剂和重量百分含量为0.5wt%触变助剂的的混合物,分散剂选自BYK-161、流平剂选自BYK-354、消泡剂选自BYK-066N、触变助剂选自BYK-410。
无溶剂聚氨酯涂料的制备方法
无溶剂聚氨酯涂料的第一组份的制备方法,包括如下步骤:
按照实施例1提供的无溶剂聚氨酯涂料提供第一组份的各原料;
将无溶剂羟基丙烯酸树脂、活性稀释剂和分散剂于600rpm的条件下进行第一混料处理10分钟,得到第一混合物;
将第一混合物和颜料于800rpm的条件下进行第二混料处理15分钟,并进行研磨处理,到第二混合物,其中第二混合物的细度为40μm;
将第二混合物与流平剂、消泡剂、触变助剂于800rpm的条件下进行第三混料处理10分钟,得到第一组份。
使用方法
使用过程中,将第一组份按照实施例1提供的制备方法制备得到,将第一组份与第二组份混合即可使用。
实施例2
无溶剂聚氨酯涂料
无溶剂聚氨酯涂料包括第一组份和第二组份,以第一组份的总重量为100%计,包括如下重量百分含量的下列组分:
Figure BDA0002632268760000101
第二组份包括异氰酸固化剂;
其中,第一组份与第二组份的质量比为4:1;
无溶剂羟基丙烯酸树脂选自展辰公司提供的无溶剂羟基丙烯酸树脂S5800,
活性稀释剂选自美国Vertellus特性材料公司生产的D-290,
颜料选自重量百分含量为30wt%的着色颜料和重量百分含量为18wt%的体质颜料的混合物,着色颜料选自钛白粉,体质颜料选自硫酸钡沉淀,
助剂选自重量百分含量为0.5wt%的分散剂、0.5wt%的流平剂、0.5wt%的消泡剂和重量百分含量为0.5wt%触变助剂的的混合物,分散剂选自BYK-161、流平剂选自BYK-354、消泡剂选自BYK-066N、触变助剂选自BYK-410。
无溶剂聚氨酯涂料的制备方法
无溶剂聚氨酯涂料的第一组份的制备方法,包括如下步骤:
按照实施例2提供的无溶剂聚氨酯涂料提供第一组份的各原料;
将无溶剂羟基丙烯酸树脂、活性稀释剂和分散剂于600rpm的条件下进行第一混料处理12分钟,得到第一混合物;
将第一混合物和颜料于800rpm的条件下进行第二混料处理17分钟,并进行研磨处理,到第二混合物,其中第二混合物的细度为40μm;
将第二混合物与流平剂、消泡剂、触变助剂于820rpm的条件下进行第三混料处理10分钟,得到第一组份。
使用方法
使用过程中,将第一组份按照实施例2提供的制备方法制备得到,将第一组份与第二组份混合即可使用。
实施例3
无溶剂聚氨酯涂料
无溶剂聚氨酯涂料包括第一组份和第二组份,以第一组份的总重量为100%计,包括如下重量百分含量的下列组分:
Figure BDA0002632268760000111
第二组份包括异氰酸固化剂;
其中,第一组份与第二组份的质量比为4:1;
无溶剂羟基丙烯酸树脂选自展辰公司提供的无溶剂羟基丙烯酸树脂S5800,
活性稀释剂选自美国Vertellus特性材料公司生产的D-290,
颜料选自重量百分含量为30wt%的着色颜料和重量百分含量为13wt%的体质颜料的混合物,着色颜料选自钛白粉,体质颜料选自硫酸钡沉淀,
助剂选自重量百分含量为0.5wt%的分散剂、0.5wt%的流平剂、0.5wt%的消泡剂和重量百分含量为0.5wt%触变助剂的的混合物,分散剂选自BYK-161、流平剂选自BYK-354、消泡剂选自BYK-066N、触变助剂选自BYK-410。
无溶剂聚氨酯涂料的制备方法
无溶剂聚氨酯涂料的第一组份的制备方法,包括如下步骤:
按照实施例3提供的无溶剂聚氨酯涂料提供第一组份的各原料;
将无溶剂羟基丙烯酸树脂、活性稀释剂和分散剂于630rpm的条件下进行第一混料处理13分钟,得到第一混合物;
将第一混合物和颜料于850rpm的条件下进行第二混料处理18分钟,并进行研磨处理,到第二混合物,其中第二混合物的细度为40μm;
将第二混合物与流平剂、消泡剂、触变助剂于800rpm的条件下进行第三混料处理10分钟,得到第一组份。
使用方法
使用过程中,将第一组份按照实施例3提供的制备方法制备得到,将第一组份与第二组份混合即可使用。
对比例1
无溶剂聚氨酯涂料
无溶剂聚氨酯涂料包括第一组份和第二组份,以第一组份的总重量为100%计,包括如下重量百分含量的下列组分:
Figure BDA0002632268760000121
Figure BDA0002632268760000131
第二组份包括异氰酸固化剂;
其中,第一组份与第二组份的质量比为4:1;
无溶剂羟基丙烯酸树脂选自展辰公司提供的无溶剂羟基丙烯酸树脂S5800,
活性稀释剂选自美国Vertellus特性材料公司生产的D-290,
颜料选自重量百分含量为30wt%的着色颜料和重量百分含量为18wt%的体质颜料的混合物,着色颜料选自钛白粉,体质颜料选自硫酸钡沉淀,
助剂选自重量百分含量为0.5wt%的分散剂、0.5wt%的流平剂、0.5wt%的消泡剂和重量百分含量为0.5wt%触变助剂的的混合物,分散剂选自BYK-161、流平剂选自BYK-354、消泡剂选自BYK-066N、触变助剂选自BYK-410。
无溶剂聚氨酯涂料的制备方法
无溶剂聚氨酯涂料的第一组份的制备方法,包括如下步骤:
按照实施例4提供的无溶剂聚氨酯涂料提供第一组份的各原料;
将无溶剂羟基丙烯酸树脂、活性稀释剂和分散剂于700rpm的条件下进行第一混料处理10分钟,得到第一混合物;
将第一混合物和颜料于900rpm的条件下进行第二混料处理15分钟,并进行研磨处理,到第二混合物,其中第二混合物的细度为40μm;
将第二混合物与流平剂、消泡剂、触变助剂于820rpm的条件下进行第三混料处理13分钟,得到第一组份。
使用方法
使用过程中,将第一组份按照实施例4提供的制备方法制备得到,将第一组份与第二组份混合即可使用。
对比例2
无溶剂聚氨酯涂料
无溶剂聚氨酯涂料包括第一组份和第二组份,以第一组份的总重量为100%计,包括如下重量百分含量的下列组分:
Figure BDA0002632268760000141
第二组份包括异氰酸固化剂;
其中,第一组份与第二组份的质量比为4:1;
无溶剂羟基丙烯酸树脂选自展辰公司提供的无溶剂羟基丙烯酸树脂S5800,
活性稀释剂选自美国Vertellus特性材料公司生产的D-290,
颜料选自重量百分含量为30wt%的着色颜料和重量百分含量为13wt%的体质颜料的混合物,着色颜料选自钛白粉,体质颜料选自硫酸钡沉淀,
助剂选自重量百分含量为0.5wt%的分散剂、0.5wt%的流平剂、0.5wt%的消泡剂和重量百分含量为0.5wt%触变助剂的的混合物,分散剂选自BYK-161、流平剂选自BYK-354、消泡剂选自BYK-066N、触变助剂选自BYK-410。
无溶剂聚氨酯涂料的制备方法
无溶剂聚氨酯涂料的第一组份的制备方法,包括如下步骤:
按照实施例5提供的无溶剂聚氨酯涂料提供第一组份的各原料;
将无溶剂羟基丙烯酸树脂、活性稀释剂和分散剂于750rpm的条件下进行第一混料处理20分钟,得到第一混合物;
将第一混合物和颜料于800rpm的条件下进行第二混料处理15分钟,并进行研磨处理,到第二混合物,其中第二混合物的细度为40μm;
将第二混合物与流平剂、消泡剂、触变助剂于900rpm的条件下进行第三混料处理10分钟,得到第一组份。
使用方法
使用过程中,将第一组份按照实施例5提供的制备方法制备得到,将第一组份与第二组份混合即可使用。
对比例3
聚氨酯涂料
聚氨酯涂料包括第一组份和第二组份,以第一组份的总重量为100%计,包括如下重量百分含量的下列组分:
羟基丙烯酸树脂 50%,
颜料 48%,
助剂 2%;
第二组份包括异氰酸固化剂;
其中,第一组份与第二组份的质量比为4:1;
无溶剂羟基丙烯酸树脂选自展辰公司提供的无溶剂羟基丙烯酸树脂S5800,
颜料选自重量百分含量为30wt%的着色颜料和重量百分含量为18wt%的体质颜料的混合物,着色颜料选自钛白粉,体质颜料选自硫酸钡沉淀,
助剂选自重量百分含量为0.5wt%的分散剂、0.5wt%的流平剂、0.5wt%的消泡剂和重量百分含量为0.5wt%触变助剂的的混合物,分散剂选自BYK-161、流平剂选自BYK-354、消泡剂选自BYK-066N、触变助剂选自BYK-410。
聚氨酯涂料的制备方法
聚氨酯涂料的第一组份的制备方法,包括如下步骤:
按照对比例1提供的无溶剂聚氨酯涂料提供第一组份的各原料;
将无溶剂羟基丙烯酸树脂和分散剂于600rpm的条件下进行第一混料处理10分钟,得到第一混合物;
将第一混合物和颜料于800rpm的条件下进行第二混料处理15分钟,并进行研磨处理,到第二混合物,其中第二混合物的细度为40μm;
将第二混合物与流平剂、消泡剂、触变助剂于800rpm的条件下进行第三混料处理10分钟,得到第一组份。
使用方法
使用过程中,将第一组份按照对比例1提供的制备方法制备得到,将第一组份与第二组份混合即可使用。
性能分析:
试验方法:提供实施例1~5以及对比例1制备得到的无溶剂聚氨酯涂料,采用无空气喷枪进行喷涂制板,自然干燥7d后做以下综合性能测试:
耐盐雾测试:测试方法依照GB/T 1771-1991进行检测;
漆膜干燥时间:依照GB/T 1728-1979(1989)进行检测;
耐人工气候老化:依照GB/T 1865-2009种循环A规定进行检测;
硬度:依照GB/T 6739-96进行检测;
耐水性、耐化学品性:依照GB/T 1733-93进行检测;
附着力:依照GB/T 5210-2006进行检测;
评定结果依照GB/T 1766-2008进行;
其中,测试耐水、耐盐雾、耐化学品性能,涂层配套体系为:
底漆:环氧富锌底漆ZINC80 60μm
中间漆:环氧云铁厚浆漆M600 120μm
面漆:无溶剂聚氨酯面漆PU8000 80μm
上述涂料产品均为珠海展辰新材料股份有限公司所制。
结果分析:
实施例1~5以及对比例1制备得到的无溶剂聚氨酯涂料,采用无空气喷枪进行喷涂制板,自然干燥7d后做以下综合性能测试,性能测试结果如下表1所示:
实施例1制备得到的无溶剂聚氨酯涂料进行涂覆之后的性能测试中,单道成膜厚度>80μm,混合粘度为80s(涂-4),不另外加稀释剂可顺利喷涂,主剂粘度为63KU,固体分>95%,涂膜外观平整光滑,表干时间<4小时,实干时间<24小时,附着力>8MPa,光泽>90,耐冲击性50cm,耐盐雾性为1000h、属于1级,耐人工气候老化为800h,属于1级,耐水性>168小时,耐化学品性>168小时,硬度为HB级;
实施例2制备得到的无溶剂聚氨酯涂料进行涂覆之后的性能测试中,单道成膜厚度>80μm,混合粘度为90s(涂-4),不另外加稀释剂可顺利喷涂,主剂粘度为76KU,固体分>95%,涂膜外观平整光滑,表干时间<4小时,实干时间<24小时,附着力>8MPa,光泽>90,耐冲击性50cm,耐盐雾性为1000h、属于1级,耐人工气候老化为800h,属于1级,耐水性>168小时,耐化学品性>168小时,硬度为HB级;
实施例3制备得到的无溶剂聚氨酯涂料进行涂覆之后的性能测试中,单道成膜厚度>80μm,混合粘度为100s(涂-4),不另外加稀释剂可顺利喷涂,主剂粘度为80KU,固体分>95%,涂膜外观平整光滑,表干时间<4小时,实干时间<20小时,附着力>8MPa,光泽>90,耐冲击性50cm,耐盐雾性为1000h、属于1级,耐人工气候老化为800h,属于1级,耐水性>168小时,耐化学品性>168小时,硬度为H级;
对比例1制备得到的无溶剂聚氨酯涂料进行涂覆之后的性能测试中,单道成膜厚度>80μm,混合粘度为125s(涂-4),另外加3%稀释剂可顺利喷涂,主剂粘度为95KU,固体分>95%,涂膜外观平整光滑,表干时间<4小时,实干时间<18小时,附着力>8MPa,光泽>90,耐冲击性50cm,耐盐雾性为1000h、属于1级,耐人工气候老化为800h,属于1级,耐水性>168小时,耐化学品性>168小时,硬度为H级;
对比例例2制备得到的无溶剂聚氨酯涂料进行涂覆之后的性能测试中,单道成膜厚度>80μm,混合粘度为140s(涂-4),另外加5%稀释剂可顺利喷涂,主剂粘度为110KU,固体分>95%,涂膜外观平整光滑,表干时间<2小时,实干时间<12小时,附着力>8MPa,光泽>90,耐冲击性50cm,耐盐雾性为1000h、属于1级,耐人工气候老化为800h,属于1级,耐水性>168小时,耐化学品性>168小时,硬度为H级;
对比例3制备得到的无溶剂聚氨酯涂料进行涂覆之后的性能测试中,单道成膜厚度<80μm,混合粘度为150s(涂-4),另外加10%稀释剂可顺利喷涂,主剂粘度为>140KU,固体分>95%,涂膜外观平整光滑,表干时间<2小时,实干时间<12小时,附着力>8MPa,光泽>90,耐冲击性50cm,耐盐雾性为1000h、属于1级,耐人工气候老化为800h,属于1级,耐水性>168小时,耐化学品性>168小时,硬度为H级;
由实验结果来看:随着多元醇活性稀释剂加量的增加,涂料粘度下降,有利于施工性能的改善。而对比例1中,由于不含活性稀释剂,涂料粘度超过140KU,喷涂施工中必须加入稀释剂才能正常施工。随着多元醇活性稀释剂加量的增加,涂膜干燥速度收到影响会变慢,同时,过高的加量(15%)也会造成涂膜盐雾和耐人工气候老化性能下降,随着基体树脂羟基丙烯酸树脂加量的减少,涂膜的耐候性会下降。
参考上述5个实施例,实施例2配方参数设计合理,树脂含量适中,施工性能和其他物理/化学性能最为均衡。
表1
Figure BDA0002632268760000181
Figure BDA0002632268760000191
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无溶剂聚氨酯涂料,其特征在于,所述无溶剂聚氨酯涂料包括第一组份和第二组份,以所述第一组份的总重量为100%计,包括如下重量百分含量的下列组分:
Figure FDA0002632268750000011
所述第二组份包括异氰酸酯固化剂。
2.根据权利要求1所述的无溶剂聚氨酯涂料,其特征在于,所述第一组份和所述第二组份的质量比为(4~8):1。
3.根据权利要求1或2所述的无溶剂聚氨酯涂料,其特征在于,所述活性稀释剂选自低聚物多元醇活性稀释剂。
4.根据权利要求3所述的无溶剂聚氨酯涂料,其特征在于,所述低聚物多元醇活性稀释剂选自蓖麻油衍生物多元醇。
5.根据权利要求1或2所述的无溶剂聚氨酯涂料,其特征在于,所述颜料选自着色颜料和体质颜料的混合物,且所述着色颜料的重量百分含量为20~30%,所述体质颜料的重量百分含量为10~20%。
6.根据权利要求5所述的无溶剂聚氨酯涂料,其特征在于,所述着色颜料选自钛白粉、炭黑的至少一种;和/或,
所述体质颜料选自硫酸钡、长石粉的至少一种。
7.根据权利要求1或2所述的无溶剂聚氨酯涂料,其特征在于,所述助剂选自分散剂、流平剂、消泡剂、触变助剂的至少一种。
8.根据权利要求7所述的无溶剂聚氨酯涂料,其特征在于,所述分散剂选自BYK-161、SOLSPERSE32500的至少一种;和/或,
所述流平剂选自BYK354、TEGO GLIDE 100的至少一种;和/或,
所述消泡剂选自BYK-066N、TEGO AIREX 900的至少一种;和/或,
所述触变助剂选自BYK410、BYK7411的至少一种。
9.一种如权利要求1~8任一所述的无溶剂聚氨酯涂料的制备方法,其特征在于,所述第一组份的制备方法包括如下步骤:
将无溶剂羟基丙烯酸树脂和活性稀释剂进行第一混料处理,得到第一混合物;
将所述第一混合物和颜料进行第二混料处理,并进行研磨处理,到第二混合物;
将所述第二混合物与助剂进行第三混料处理,得到所述第一组份。
10.根据权利要求9所述的无溶剂聚氨酯涂料的制备方法,其特征在于,将无溶剂羟基丙烯酸树脂和活性稀释剂进行第一混料处理的步骤中,将无溶剂羟基丙烯酸树脂和活性稀释剂于600~800rpm的条件下进行第一混料处理10~15分钟;和/或,
将所述第一混合物和颜料进行第二混料处理的步骤中,将所述第一混合物和颜料于800~1200rpm的条件下进行第二混料处理15~20分钟;和/或,
将所述第二混合物与助剂进行第三混料处理的步骤中,将所述第二混合物与助剂于800~900rpm的条件下进行第三混料处理10~15分钟。
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