CN112322170A - 一种双组份水性聚氨酯涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及防腐涂料领域,具体而言,涉及一种双组份水性聚氨酯涂料及其制备方法和应用。所述双组份水性聚氨酯涂料,包括A组分和B组分,所述A组分包括:按重量份计,水分散体型羟基丙烯酸树脂25‑40份,氟改性羟基丙烯酸树脂20‑35份,助剂25‑55份;所述B组分包括:按重量份计,异氰酸酯10‑20份,助溶剂5‑10份。本发明通过将水分散体型羟基丙烯酸树脂与氟改性羟基丙烯酸树脂搭配使用,并通过优选固化剂和助剂,使涂膜具有良好的柔韧性、耐磨性、附着力和防腐性能的前提下,显著提高了涂膜的耐水性和耐候性,解决了双组份水性聚氨酯涂料往往耐水性较差的问题。

Description

一种双组份水性聚氨酯涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及防腐涂料领域,具体而言,涉及一种双组份水性聚氨酯涂料及其制备方法和应用。
背景技术
双组份聚氨酯涂料因具有优异的保色保光性、耐候性、良好的附着力、耐磨性、耐化学品性以及耐溶剂性而被广泛应用于建筑桥梁、工程机械、港口机械、船舶、化工设备及海洋石油平台等众多工业涂料防护领域。但是,传统溶剂型双组份聚氨酯涂料含有较高挥发性有机化合物和有害的空气污染物,随着我国环保法规的日益健全和人们环保意识的增强,其应用受到了一定的限制。在此背景下,水性聚氨酯涂料作为一种对环境无污染的绿色涂料,近年来得到了快速的发展。
水性聚氨酯涂料以水为分散介质,具有不燃、无毒、环境友好等优点。水性聚氨酯涂料分为单组分和双组份两种。其中,单组分水性聚氨酯涂料一般由水性聚氨酯分散体树脂制备而成,具有施工方便的优点。但是高分子量的聚合物难以在水中分散稳定,因此单组分水性聚氨酯涂料分子量和交联度较低,形成的涂膜性能不如双组份聚氨酯涂膜性能优异,耐化学性较差,表观效果也不好。而水性双组份聚氨酯涂料由于涂膜交联密度高,具有优异的物理机械性能和耐化学介质性能,可以广泛应用于工业防腐领域。
水性双组份聚氨酯涂料由水性多元醇和水性多异氰酸酯固化剂组成,涂装后多元醇-OH和多异氰酸酯的-NCO在常温下交联固化,形成具有立体网络结构的交联涂膜。但在该体系中还存在一种副反应,即未挥发的水在固化过程中与-NCO反应产生CO2,而CO2的释放会导致涂膜表面形成暗泡、针孔、疵点等。现有技术往往通过施工时闪干的方法来解决起泡的问题,但这无法从根本上解决CO2的产生和溢出造成的缺陷。并且,双组份水性聚氨酯涂料中的水性多元醇组分多为水分散体,固化剂组分多为亲水改性多异氰酸酯,二者均含有亲水基团,因此双组份水性聚氨酯涂料往往耐水性较差。
有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种双组份水性聚氨酯涂料,该双组份水性聚氨酯涂料通过将水分散体型羟基丙烯酸树脂与氟改性羟基丙烯酸树脂搭配使用,在使涂膜具有良好的柔韧性、耐磨性、附着力和防腐性能的前提下,显著提高了涂膜的耐水性和耐候性。并且,本发明通过添加羧酸铋催化剂,更有针对性的催化聚氨酯的生成,减弱异氰酸酯与水的副反应,从而减少CO2的产生;通过选择IPDI固化剂,降低异氰酸酯与水的反应速率,进一步减少了CO2的产生,从根本上避免了CO2的释放导致的涂膜表面形成暗泡、针孔、疵点等问题。
本发明的第二目的在于提供一种所述的双组份水性聚氨酯涂料的制备方法,该方法具有简单易于操作、操作条件温和等优点。
本发明的第三目的在于提供上述双组份水性聚氨酯涂料的应用,应用范围比较广,可以广泛应用于建筑桥梁、工程机械、港口机械、船舶、化工设备及海洋石油平台等,具有耐水性好、耐候性好、柔韧性好、附着力好等特点。
为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:
一种双组份水性聚氨酯涂料,包括A组分和B组分,所述A组分包括:按重量份计,水分散体型羟基丙烯酸树脂25-40份,氟改性羟基丙烯酸树脂20-35份,助剂25-55份;
所述B组分包括:按重量份计,异氰酸酯10-20份,助溶剂5-10份。
水分散体型羟基丙烯酸树脂具有较低的相对分子质量,较高的羟基官能度,较小的粒径,对固化剂分散性好,涂膜交联度高,并且硬度好,具有良好的柔韧性以及附着力。但是,水分散体型羟基丙烯酸树脂中含有-COOH等亲水基团,以达到自乳化效果。在成膜以后,这些强极性的离子基团具有很强的亲水性,会使涂膜的耐水性下降。
为了提高耐水性,本发明创造性的添加了氟改性羟基丙烯酸树脂,因为含氟化合物具有独特的长链氟烷基结构,表面自由能极低,能赋予基材良好的憎水性。水分散体型含氟羟基丙烯酸树脂能够提高树脂的疏水性,降低涂膜的吸水率。
本发明通过将水分散体型羟基丙烯酸树脂与氟改性羟基丙烯酸树脂搭配使用,在使涂膜具有良好的柔韧性、耐磨性、附着力和防腐性能的前提下,显著提高了涂膜的耐水性和耐候性,解决了双组份水性聚氨酯涂料往往耐水性较差的问题。
优选的,双组份水性聚氨酯涂料中,所述A组分包括:按重量份计,水分散体型羟基丙烯酸树脂30-35份,氟改性羟基丙烯酸树脂25-30份,助剂35-45份;
所述B组分包括:按重量份计,异氰酸酯16-19份,助溶剂6-8份。
更优选的,所述A组分包括:按重量份计,水分散体型羟基丙烯酸树脂30份,氟改性羟基丙烯酸树脂30份,助剂40份;
所述B组分包括:按重量份计,异氰酸酯17.3份,助溶剂7.4份。
本发明提供的双组份水性聚氨酯涂料以水为分散介质,相比于溶剂型聚氨酯涂料,其挥发性有机化合物的含量可降低30%,更加绿色环保。本发明提供的双组份水性聚氨酯涂料,两种树脂与固化剂采用上述配比,能够进一步提高涂膜的耐水性能。
优选的,所述助剂包括:按重量份计,pH调节剂0.05-0.15份,润湿剂0.7-1.9份,助溶剂4-6份,消泡剂0.2-0.4份,去离子水12-13份,流平剂0.1-0.3份,增稠剂0.3-0.5份,钛白粉17-22份。
更优选的,所述助剂包括:按重量份计,pH调节剂0.1份,润湿剂1.3份,助溶剂5份,消泡剂0.3份,去离子水12.6份,流平剂0.2份,增稠剂0.4份,钛白粉20份。
所述助剂采用上述配比,能够进一步提高涂膜的耐水性能。
优选的,所述双组份水性聚氨酯涂料还包括:催化剂0.1份。
催化剂能够促进异氰酸酯与羟基的主反应,减弱异氰酸酯与水的副反应,从而减少CO2的产生。
更优选的,所述催化剂为羧酸铋催化剂。
羧酸铋催化剂环保、无毒,对双组份水性聚氨酯涂料的混溶性好,更重要的是,其对聚氨酯的催化活性更高、更有针对性,能够最大限度的减少CO2的产生,避免CO2的释放导致的涂膜表面形成暗泡、针孔、疵点等问题。
优选的,所述异氰酸酯为异佛尔酮异氰酸酯。
更优选的,所述异佛尔酮异氰酸酯中-NCO的含量为21%。
异佛尔酮异氰酸酯(以下简称为“IPDI”)固化剂的玻璃化转变温度更高,交联固化速度更慢,与H2O的反应也慢,产生的气泡少,能够充分释放漆膜内部的水分和助溶剂。本发明通过选择IPDI固化剂,降低了异氰酸酯与水的反应速率,减少CO2的产生,进一步避免了起泡、针孔等问题。
优选的,所述水分散体型羟基丙烯酸树脂中-OH的含量为3.9%。
优选的,所述氟改性羟基丙烯酸树脂中-OH的含量为3.3%。
优选的,所述双组份水性聚氨酯涂料中-NCO与-OH的摩尔比为1.4:1~1.6:1。
更优选的,所述双组份水性聚氨酯涂料中-NCO与-OH的摩尔比为1.5:1。
在双组份聚氨酯涂料的配制过程中,-NCO与-OH的摩尔比对涂膜的性能影响显著。为保证-NCO与-OH的充分反应,一般会使异氰酸酯过量,这样可以增加涂膜的交联密度,从而提高涂膜的硬度、耐水性和耐溶剂性等。但是-NCO与-OH的配比过高会造成涂膜内存在大量的CO2(H2O与-NCO反应所生成),致使涂膜表面出现爆泡和针孔,影响最终涂膜的表观和性能。因此,采用上述配比不仅能够使涂膜具有良好的柔韧性、耐磨性、附着力、防腐性能、耐水性、耐候性,还能避免出现暗泡、针孔、疵点等,兼顾了涂膜的表观和各方面性能。
优选的,所述增稠剂为硅酸镁铝。
双组份水性聚氨酯涂料黏度偏低,常常会导致其贮存稳定性差,颜料易出现分层沉淀。本发明通过添加硅酸镁铝增稠剂,可使涂料具备良好的贮存稳定性。
优选的,所述润湿剂为有机硅润湿剂。
优选的,所述助溶剂为乙二醇丁醚。
优选的,所述流平剂为有机硅流平剂。
水性聚氨酯涂料一般作为面漆使用,因此对漆膜表面状态的要求较高。选用合适的流平剂可以改善涂膜的橘皮等问题,使涂膜更加平整、光滑。本发明选用有机硅流平剂,其是依靠相容性受限的长链硅控制涂料表面的流动性,经过聚醚改性后可以大大降低涂层的表明张力和摩擦系数,进一步改善了涂膜的流平效果。
优选的,所述消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂。
涂料在配制过程中,由于机械搅拌的作用,会向涂料中带入大量的气泡,同时水性聚氨酯的化学交联反应产生CO2气体也会带来气泡。因此,消泡剂的种类、性能也会影响涂膜的表观。本发明选用聚醚改性有机硅消泡剂能够起到良好的消泡效果,进而更好的避免起泡问题。
本发明还提供了一种双组份水性聚氨酯涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将去离子水、润湿剂、钛白粉混合得到磨浆;
(2)将水分散体型羟基丙烯酸树脂、氟改性羟基丙烯酸树脂、pH调节剂、润湿剂、助溶剂、消泡剂、催化剂、去离子水混合得到基料;
(3)将所述基料、所述磨浆与流平剂、增稠剂混合得到A组分;
(4)将异氰酸酯和助溶剂混合得到B组分;
(6)将所述A组分与所述B组分混合,搅拌均匀,即可。
优选的,所述步骤(1)中,混合得到磨浆的操作为:在600rpm速率下搅拌20min,将分散好的物料研磨至细度≤15μm。
优选的,所述步骤(2)中,混合得到基料的操作为:先将水分散体型羟基丙烯酸树脂和氟改性羟基丙烯酸树脂混合,在600rpm速率下搅拌,然后缓慢加入pH调节剂、润湿剂、助溶剂、消泡剂、催化剂、去离子水,持续搅拌10min。
优选的,所述步骤(3)中,混合得到A组分的操作为:将所述基料加入所述磨浆中,在600rpm的速率下搅拌20min,然后加入稀释后的流平剂和增稠剂,继续搅拌10min。
优选的,所述步骤(4)中,混合得到B组分的操作为:将异氰酸酯和助溶剂混合,在600rpm的速率下搅拌20min。
本发明的制备方法简单易行,容易操作,条件温和,根据上述制备方法制备得到的双组份水性聚氨酯涂料不仅耐水性能优异,并且涂膜表面状态好。
本发明所提供的双组份水性聚氨酯涂料在建筑桥梁、工程机械、港口机械、船舶、化工设备及海洋石油平台中的应用,使双组份水性聚氨酯涂料具有优异的外观及耐水性能。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)本发明通过引入含氟羟基丙烯酸树脂,极大的改善了水性聚氨酯涂料的耐水性能。
(2)本发明通过选择IPDI固化剂,降低异氰酸酯与水的反应速率,减少CO2的产生,避免了起泡、针孔等问题。
(3)通过选择环保、无毒的羧酸铋催化剂,更有针对性的催化聚氨酯的生成,促进异氰酸酯与羟基的主反应,减弱异氰酸酯与水的副反应,从而减少CO2的产生,避免了CO2的释放导致的涂膜表面形成暗泡、针孔、疵点等问题,使涂膜具有更好的表面状态。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,但是本领域技术人员将会理解,下列所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。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。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明实施例所采用的有机硅润湿剂为德国毕克公司生产的BYK-348,有机硅消泡剂为德国毕克公司生产的BYK-025,流平剂为德国毕克公司生产的BYK-333。
实施例1
本实施例所述双组份水性聚氨酯涂料由按重量份数计的如下组分制得:
A组分:水分散体型羟基丙烯酸树脂35份,氟改性羟基丙烯酸树脂25份,二甲基乙醇胺0.1份,有机硅润湿剂1.3份,乙二醇丁醚5份,聚醚改性有机硅消泡剂0.3份,羧酸铋催化剂0.1份,去离子水12.6份,有机硅流平剂0.2份,硅酸镁铝0.4份,钛白粉20份;
B组分:异佛尔酮异氰酸酯17.5份,乙二醇丁醚7.5份。
本实施例所述双组份水性聚氨酯涂料的制备方法按照如下步骤进行:
(1)将钛白粉(20份)、去离子水(5份)、有机硅润湿剂(1份)加入拉缸中,在600rpm速率下搅拌20min,将分散好的物料研磨至细度≤15μm,得到磨浆。
(2)将水分散体型羟基丙烯酸树脂和氟改性羟基丙烯酸树脂投入拉缸中,在600rpm速率下搅拌,然后缓慢加入二甲基乙醇胺、有机硅润湿剂(0.3份)、乙二醇丁醚、聚醚改性有机硅消泡剂、羧酸铋催化剂、去离子水(7.6份),持续搅拌10min,得到基料。
(3)将步骤(2)得到的基料加入步骤(1)制备的磨浆中,在600rpm的速率下搅拌20min,然后加入有机硅流平剂和硅酸镁铝,继续搅拌10min,得到A组分。
(4)将异佛尔酮异氰酸酯和乙二醇丁醚混合,在600rpm的速率下搅拌20min,得到B组分。
(5)将A组分与B组分混合,搅拌均匀,即可。
实施例2
本实施例所述双组份水性聚氨酯涂料由按重量份数计的如下组分制得:
A组分:水分散体型羟基丙烯酸树脂30份,氟改性羟基丙烯酸树脂30份,二甲基乙醇胺0.1份,有机硅润湿剂1.3份,乙二醇丁醚5份,聚醚改性有机硅消泡剂0.3份,羧酸铋催化剂0.1份,去离子水12.6份,有机硅流平剂0.2份,硅酸镁铝0.4份,钛白粉20份;
B组分:异佛尔酮异氰酸酯17.3份,乙二醇丁醚7.4份。
本实施例所述双组份水性聚氨酯涂料的制备方法按照如下步骤进行:
(1)将钛白粉(20份)、去离子水(5份)、有机硅润湿剂(1份)加入拉缸中,在600rpm速率下搅拌20min,将分散好的物料研磨至细度≤15μm,得到磨浆。
(2)将水分散体型羟基丙烯酸树脂和氟改性羟基丙烯酸树脂投入拉缸中,在600rpm速率下搅拌,然后缓慢加入二甲基乙醇胺、有机硅润湿剂(0.3份)、乙二醇丁醚、聚醚改性有机硅消泡剂、羧酸铋催化剂、去离子水(7.6份),持续搅拌10min,得到基料。
(3)将步骤(2)得到的基料加入步骤(1)制备的磨浆中,在600rpm的速率下搅拌20min,然后加入有机硅流平剂和硅酸镁铝,继续搅拌10min,得到A组分。
(4)将异佛尔酮异氰酸酯和乙二醇丁醚混合,在600rpm的速率下搅拌20min,得到B组分。
(5)将A组分与B组分混合,搅拌均匀,即可。
实施例3
本实施例所述双组份水性聚氨酯涂料由按重量份数计的如下组分制得:
A组分:水分散体型羟基丙烯酸树脂30份,氟改性羟基丙烯酸树脂30份,二甲基乙醇胺0.1份,有机硅润湿剂1.3份,乙二醇丁醚5份,聚醚改性有机硅消泡剂0.3份,羧酸铋催化剂0.1份,去离子水12.6份,有机硅流平剂0.2份,硅酸镁铝0.4份,钛白粉20份;
B组分:异佛尔酮异氰酸酯16.1份,乙二醇丁醚6.9份。
本实施例所述双组份水性聚氨酯涂料的制备方法按照如下步骤进行:
(1)将钛白粉(20份)、去离子水(5份)、有机硅润湿剂(1份)加入拉缸中,在600rpm速率下搅拌20min,将分散好的物料研磨至细度≤15μm,得到磨浆。
(2)将水分散体型羟基丙烯酸树脂和氟改性羟基丙烯酸树脂投入拉缸中,在600rpm速率下搅拌,然后缓慢加入二甲基乙醇胺、有机硅润湿剂(0.3份)、乙二醇丁醚、聚醚改性有机硅消泡剂、羧酸铋催化剂、去离子水(7.6份),持续搅拌10min,得到基料。
(3)将步骤(2)得到的基料加入步骤(1)制备的磨浆中,在600rpm的速率下搅拌20min,然后加入有机硅流平剂和硅酸镁铝,继续搅拌10min,得到A组分。
(4)将异佛尔酮异氰酸酯和乙二醇丁醚混合,在600rpm的速率下搅拌20min,得到B组分。
(5)将A组分与B组分混合,搅拌均匀,即可。
实施例4
本实施例所述双组份水性聚氨酯涂料由按重量份数计的如下组分制得:
A组分:水分散体型羟基丙烯酸树脂10份,氟改性羟基丙烯酸树脂50份,二甲基乙醇胺0.1份,有机硅润湿剂1.3份,乙二醇丁醚5份,聚醚改性有机硅消泡剂0.3份,羧酸铋催化剂0.1份,去离子水12.6份,有机硅流平剂0.2份,硅酸镁铝0.4份,钛白粉20份;
B组分:异佛尔酮异氰酸酯15.9份,乙二醇丁醚6.8份。
本实施例所述双组份水性聚氨酯涂料的制备方法按照如下步骤进行:
(1)将钛白粉(20份)、去离子水(5份)、有机硅润湿剂(1份)加入拉缸中,在600rpm速率下搅拌20min,将分散好的物料研磨至细度≤15μm,得到磨浆。
(2)将水分散体型羟基丙烯酸树脂和氟改性羟基丙烯酸树脂投入拉缸中,在600rpm速率下搅拌,然后缓慢加入二甲基乙醇胺、有机硅润湿剂(0.3份)、乙二醇丁醚、聚醚改性有机硅消泡剂、羧酸铋催化剂、去离子水(7.6份),持续搅拌10min,得到基料。
(3)将步骤(2)得到的基料加入步骤(1)制备的磨浆中,在600rpm的速率下搅拌20min,然后加入有机硅流平剂和硅酸镁铝,继续搅拌10min,得到A组分。
(4)将异佛尔酮异氰酸酯和乙二醇丁醚混合,在600rpm的速率下搅拌20min,得到B组分。
(5)将A组分与B组分混合,搅拌均匀,即可。
实施例5
本实施例所述双组份水性聚氨酯涂料由按重量份数计的如下组分制得:
A组分:水分散体型羟基丙烯酸树脂60份,二甲基乙醇胺0.1份,有机硅润湿剂1.3份,乙二醇丁醚5份,聚醚改性有机硅消泡剂0.3份,羧酸铋催化剂0.1份,去离子水12.6份,有机硅流平剂0.2份,硅酸镁铝0.4份,钛白粉20份;
B组分:异佛尔酮异氰酸酯18.7份,乙二醇丁醚8.0份。
本实施例所述双组份水性聚氨酯涂料的制备方法按照如下步骤进行:
(1)将钛白粉(20份)、去离子水(5份)、有机硅润湿剂(1份)加入拉缸中,在600rpm速率下搅拌20min,将分散好的物料研磨至细度≤15μm,得到磨浆。
(2)将水分散体型羟基丙烯酸树脂投入拉缸中,在600rpm速率下搅拌,然后缓慢加入二甲基乙醇胺、有机硅润湿剂(0.3份)、乙二醇丁醚、聚醚改性有机硅消泡剂、羧酸铋催化剂、去离子水(7.6份),持续搅拌10min,得到基料。
(3)将步骤(2)得到的基料加入步骤(1)制备的磨浆中,在600rpm的速率下搅拌20min,然后加入有机硅流平剂和硅酸镁铝,继续搅拌10min,得到A组分。
(4)将异佛尔酮异氰酸酯和乙二醇丁醚混合,在600rpm的速率下搅拌20min,得到B组分。
(5)将A组分与B组分混合,搅拌均匀,即可。
对比例1
本对比例双组份水性聚氨酯涂料的制备方法及配方均与实施例1一致,区别仅在于,将羧酸铋催化剂替换为有机锡类催化剂。
对比例2
本对比例双组份水性聚氨酯涂料的制备方法及配方均与实施例1一致,区别仅在于,将异佛尔酮异氰酸酯替换为六亚甲基二异氰酸酯。
将实施例1-5、对比例1-2制备得到的双组份水性聚氨酯涂料按照下表1给出的测试方法测定其涂覆获得的漆膜的性能,其中,涂覆的方法为空气喷涂施工,涂覆厚度为80~100μm。并对漆膜的外观进行评价,具体性能测试结果及外观评价结果如下表2所示。
表1测试性能指标
项目 指标 测试方法
耐水性(7d) 漆膜不起泡、不脱落、不生锈 GB/T 1733
耐酸性(7d) 漆膜不起泡、不脱落、不生锈 GB/T 9274
耐碱性(7d) 漆膜不起泡、不脱落、不生锈 GB/T 9274
耐盐雾性(1000h) 漆膜不起泡、不脱落、不生锈 GB/T 1771
人工加速老化(1500h) 漆膜不起泡、不脱落、不粉化 GB/T 1865
表2外观及性能测试结果
Figure BDA0002787277700000131
在测试中发现,实施例2比实施例1的耐水性延长了72h。
从表2能够看出,实施例5的耐水性测试及人工加速老化测试均未通过,可见氟改性羟基丙烯酸树脂的加入可改善水性聚氨酯涂料的耐水性能及耐老化性能。
实施例1和实施例2中-NCO与-OH的摩尔比相同,但是,实施例2比实施例1的耐水性延长了72h,这就说明,氟改性羟基丙烯酸树脂在一定范围内增加用量后能够提高涂料的耐水性能。
通过比较实施例2和实施例4(实施例2和实施例4中-NCO与-OH的摩尔比相同)能够看出,当氟改性羟基丙烯酸树脂添加量过多时,会导致交联密度低,屏蔽作用下降,进而导致耐水性能、耐酸碱性能下降。可见,只有采用本发明提供的用量配比才能更好的提高耐水性能、耐酸碱性能等。
相比于对比例1和对比例2,本发明实施例1-5漆膜的外观均符合要求,这就说明,本发明通过选择IPDI固化剂和羧酸铋催化剂,有效减少了CO2的产生,避免了起泡、针孔等问题,使涂膜具有更好的表面状态。
同时,对比例1的耐水性能和耐酸碱性能也有所下降,这是因为有机锡催化剂的混溶性差,亲油性的有机锡化合物无法进入到异氰酸酯和聚丙烯酸酯的复合分散体中,进而影响了涂膜的外观和性能。可见,本发明选用的羧酸铋催化剂不仅能够提高涂膜的外观,还能提高其耐水性能和耐酸碱性能。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明,然而应意识到,以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;本领域的普通技术人员应当理解:在不背离本发明的精神和范围的情况下,可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围;因此,这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。

Claims (10)

1.一种双组份水性聚氨酯涂料,包括A组分和B组分,其特征在于,所述A组分包括:按重量份计,水分散体型羟基丙烯酸树脂25-40份,氟改性羟基丙烯酸树脂20-35份,助剂25-55份;
所述B组分包括:按重量份计,异氰酸酯10-20份,助溶剂5-10份。
2.根据权利要求1所述的双组份水性聚氨酯涂料,其特征在于,所述A组分包括:按重量份计,水分散体型羟基丙烯酸树脂30-35份,氟改性羟基丙烯酸树脂25-30份,助剂35-45份;
所述B组分包括:按重量份计,异氰酸酯16-19份,助溶剂6-8份。
3.根据权利要求1所述的双组份水性聚氨酯涂料,其特征在于,所述助剂包括:按重量份计,pH调节剂0.05-0.15份,润湿剂0.7-1.9份,助溶剂4-6份,消泡剂0.2-0.4份,去离子水12-13份,流平剂0.1-0.3份,增稠剂0.3-0.5份,钛白粉17-22份。
4.根据权利要求1所述的双组份水性聚氨酯涂料,其特征在于,所述双组份水性聚氨酯涂料还包括:催化剂0.01-0.2份;
优选的,所述催化剂为羧酸铋催化剂。
5.根据权利要求1-4任一项所述的双组份水性聚氨酯涂料,其特征在于,所述异氰酸酯为异佛尔酮异氰酸酯。
6.根据权利要求5所述的双组份水性聚氨酯涂料,其特征在于,所述双组份水性聚氨酯涂料中-NCO与-OH的摩尔比为1.4:1~1.6:1;
优选的,所述双组份水性聚氨酯涂料中-NCO与-OH的摩尔比为1.5:1。
7.根据权利要求1-4任一项所述的双组份水性聚氨酯涂料,其特征在于,所述增稠剂为硅酸镁铝;
优选的,所述润湿剂为有机硅润湿剂;
优选的,所述助溶剂为乙二醇丁醚;
优选的,所述pH调节剂为二甲基乙醇胺;
优选的,所述流平剂为有机硅流平剂;
优选的,所述消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂。
8.权利要求1-7任一项所述的双组份水性聚氨酯涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将去离子水、润湿剂、钛白粉混合得到磨浆;
(2)将水分散体型羟基丙烯酸树脂、氟改性羟基丙烯酸树脂、pH调节剂、润湿剂、助溶剂、消泡剂、催化剂、去离子水混合得到基料;
(3)将所述基料、所述磨浆与流平剂、增稠剂混合得到A组分;
(4)将异氰酸酯和助溶剂混合得到B组分;
(5)将所述A组分与所述B组分混合,搅拌均匀,即可。
9.根据权利要求8所述的双组份水性聚氨酯涂料的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,混合得到磨浆的操作为:在600rpm速率下搅拌20min,将分散好的物料研磨至细度≤15μm;
优选的,所述步骤(2)中,混合得到基料的操作为:先将水分散体型羟基丙烯酸树脂和氟改性羟基丙烯酸树脂混合,在600rpm速率下搅拌,然后缓慢加入pH调节剂、润湿剂、助溶剂、消泡剂、催化剂、去离子水,持续搅拌10min;
优选的,所述步骤(3)中,混合得到A组分的操作为:将所述基料加入所述磨浆中,在600rpm的速率下搅拌20min,然后加入稀释后的流平剂和增稠剂,继续搅拌10min;
优选的,所述步骤(4)中,混合得到B组分的操作为:将异氰酸酯和助溶剂混合,在600rpm的速率下搅拌20min。
10.权利要求1-7任一项所述的双组份水性聚氨酯涂料在建筑桥梁、工程机械、港口机械、船舶、化工设备、海洋石油平台中的应用。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114989711A (zh) * 2022-06-23 2022-09-02 安徽高正新材料科技有限公司 一种基于含氟羟丙树脂的玻璃钢保护漆及其制备方法
CN115232551A (zh) * 2022-09-07 2022-10-25 浙江交工高等级公路养护有限公司 半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料及其制备方法和应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102093810A (zh) * 2010-09-28 2011-06-15 湖南中汉高分子材料科技有限公司 一种丙烯酸聚氨酯面漆
JP2014046469A (ja) * 2012-08-29 2014-03-17 Toyo Cloth Co Ltd シート材、並びに、物品
CN104449335A (zh) * 2014-12-03 2015-03-25 中国石油天然气集团公司 一种耐高温、高湿、高盐雾的聚氨酯涂料及制造方法
CN105368287A (zh) * 2015-11-24 2016-03-02 安徽省金盾涂料有限责任公司 一种双组份水性羟基丙烯酸涂料
CN108165151A (zh) * 2017-12-25 2018-06-15 南京长江涂料有限公司 一种水性氟碳改性丙烯酸聚氨酯面漆及其制备方法
CN108610922A (zh) * 2016-12-29 2018-10-02 比亚迪股份有限公司 一种涂料组合物及其制备方法和涂层以及保护永磁材料的方法
CN110218511A (zh) * 2019-04-29 2019-09-10 上海立邦长润发涂料有限公司 一种抗起痱子的水性双组份亮光白面漆及其制备工艺

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102093810A (zh) * 2010-09-28 2011-06-15 湖南中汉高分子材料科技有限公司 一种丙烯酸聚氨酯面漆
JP2014046469A (ja) * 2012-08-29 2014-03-17 Toyo Cloth Co Ltd シート材、並びに、物品
CN104449335A (zh) * 2014-12-03 2015-03-25 中国石油天然气集团公司 一种耐高温、高湿、高盐雾的聚氨酯涂料及制造方法
CN105368287A (zh) * 2015-11-24 2016-03-02 安徽省金盾涂料有限责任公司 一种双组份水性羟基丙烯酸涂料
CN108610922A (zh) * 2016-12-29 2018-10-02 比亚迪股份有限公司 一种涂料组合物及其制备方法和涂层以及保护永磁材料的方法
CN108165151A (zh) * 2017-12-25 2018-06-15 南京长江涂料有限公司 一种水性氟碳改性丙烯酸聚氨酯面漆及其制备方法
CN110218511A (zh) * 2019-04-29 2019-09-10 上海立邦长润发涂料有限公司 一种抗起痱子的水性双组份亮光白面漆及其制备工艺

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
任娜娜 等: "催化剂对水性双组分聚氨酯涂料的成膜及性能的影响", 《涂料工业》 *
柴春鹏 等: "《高分子合成材料学》", 31 January 2019, 北京理工大学出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114989711A (zh) * 2022-06-23 2022-09-02 安徽高正新材料科技有限公司 一种基于含氟羟丙树脂的玻璃钢保护漆及其制备方法
CN115232551A (zh) * 2022-09-07 2022-10-25 浙江交工高等级公路养护有限公司 半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料及其制备方法和应用

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