CN112625587A

CN112625587A - 一种三聚茚酮衍生物改性聚氨酯树脂水性涂料

Info

Publication number: CN112625587A
Application number: CN202011507432.3A
Authority: CN
Inventors: 张武; 康伦国; 姚东生
Original assignee: Shaoguan Union Chemical Co Ltd; Union Foshan Chemical Co Ltd
Current assignee: Shaoguan Union Chemical Co Ltd; Union Foshan Chemical Co Ltd
Priority date: 2020-12-18
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2021-04-09

Abstract

本发明涉及一种三聚茚酮衍生物改性聚氨酯树脂水性涂料，包括以下原料：三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂、聚氨酯改性丙烯酸树脂、水性纳米色浆、流平剂、分散剂、消泡剂、润湿剂、成膜助剂、pH调节剂、防冻剂、羟基纤维素、去离子水；其中，所述的三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂由多异氰酸酯、三聚茚酮衍生物、多元醇、多元胺类扩链剂、低聚物多元醇、羟基硅油、2‑苯基‑2‑丙醇、蓖麻油、二羟甲基丙酸与中和剂通过化学反应制得；本发明制得的一种三聚茚酮衍生物改性聚氨酯树脂水性涂料，环境友好，具有良好的附着力、硬度高、自洁性能好、耐盐雾好、荧光性好以及表面张力低等性能，且具有良好的杀菌、抗菌性能，性能持久。

Description

一种三聚茚酮衍生物改性聚氨酯树脂水性涂料

技术领域

本发明涉及一种改性聚氨酯水性涂料，尤其涉及到一种三聚茚酮衍生物改性聚氨酯树脂水性涂料，属于水性特种涂料技术领域。

背景技术

随着研究人员对传统水性聚氨酯研究的不断深入，传统水性聚氨酯优缺点的显现，各种通过改性来改进水性聚氨酯涂料性能的方法越来越受关注。

随着我国经济的快速发展，涂料在工农业、国防、科研和人民生活中得到越来越广泛的应用，涂料是一种涂布于物体表面并在一定条件下形成薄膜而起到保护、装饰和特定作用的一类液体或固定材料，目前涂料存在着一些不足之处，如装饰后的物面呆板无变化、夜间无法显示发光效果，部分原料有毒或易燃易爆、不具环保性能，对生产和施工人员有伤害，同时环境中具有大量的微生物、细菌、病菌，大部分涂料无抗菌作用，因此单一性能的涂料难以满足市场多样化需求。

发明内容

为解决上述所述的技术问题，本发明以三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂为主要成膜物质，三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂，具有良好的附着力、硬度高、抗冲击性佳、耐盐雾好、荧光性好及表面张力低等性能；同时自洁性能好，且具有良好的杀菌、抗菌功能，性能持久，无需外加杀菌剂与荧光助剂。

本发明的目的提供一种三聚茚酮衍生物改性聚氨酯树脂水性涂料。

为了解决上面所述的技术问题，本发明采取以下技术方案：本发明涉及一种三聚茚酮衍生物改性聚氨酯树脂水性涂料，按重量份计，其组成为：三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂50.0～80.0份、聚氨酯改性丙烯酸树脂10.0～30.0份、水性纳米色浆0.0～20.0份、流平剂0.2～0.5份、分散剂0.2～0.6份、消泡剂0.2～0.6份、润湿剂0.2～0.6份、成膜助剂3.0～8.0份、pH调节剂0.2～0.8份、防冻剂2.5～6.0份、羟基纤维素0.2～0.8份、去离子水10.0～35.0份。

其中，所述的三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂由多异氰酸酯、三聚茚酮衍生物、多元醇、多元胺类扩链剂、低聚物多元醇、羟基硅油、2-苯基-2-丙醇、蓖麻油、二羟甲基丙酸与中和剂通过化学反应制得。

所述的pH调节剂为AMP-95、碳酸氢钠、碳酸钠、三乙胺中的一种或几种的组合。

所述的成膜助剂为醇酯十二、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种的组合；优选丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯的质量比为1:1。

所述的防冻剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇中的一种或几种的组合。

所述的三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂，按重量份计，其组成为：多异氰酸酯15.0～40.0份、三聚茚酮衍生物0.5～1.5份、多元醇4.0～8.0份、多元胺类扩链剂0.8～2.5份、低聚物多元醇12.0～45.0份、羟基硅油1.0～3.0份、2-苯基-2-丙醇1.5～4.5份、蓖麻油2.5～8.0份、二羟甲基丙酸1.8～5.5份、二月桂酸二丁基锡0.01～0.1份、丙酮5.0～15.0份、中和剂1.2～6.0份、去离子水52.0～100.0份。

所述的三聚茚酮衍生物由三聚茚酮与2-羟基乙胺通过反应制得。

所述的多元醇为丙二醇、丁二醇、环己二醇、己二醇、新戊二醇、二缩二乙二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇中的一种或几种组合。

所述的低聚物多元醇为分子量在800～3000之间的聚四氢呋喃二元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚醚二元醇、聚环氧丙烷多元醇中的一种或几种的组合。

所述的中和剂为三乙胺、氨水、二甲基乙醇胺中的一种或几种的组合。

所述的多元胺类扩链剂为乙二胺、己二酸二肼、水合肼中的一种或几种的组合。

所述的多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种的组合。

本发明所述的三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂，基于申请的发明专利“一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂及其制备方法”，并作了详细描述。

本发明制得的一种三聚茚酮衍生物改性聚氨酯树脂水性涂料，环境友好，具有良好的附着力、硬度高、自洁性能好、耐盐雾好、荧光性好以及表面张力低等性能，且具有良好的杀菌、抗菌性能，性能持久。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的一种三聚茚酮衍生物改性聚氨酯树脂水性涂料做进一步的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。

实施例1

一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂A，其制备工艺如下：

一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂A，按重量份计,其组分为：异佛尔酮二异氰酸酯25.0份、三聚茚酮衍生物1.2份、环己二醇5.0份、乙二胺1.5份、聚四氢呋喃二元醇28.0份、羟基硅油1.5份、2-苯基-2-丙醇2.5份、蓖麻油4.2份、二羟甲基丙酸3.4份、二月桂酸二丁基锡0.06份、丙酮12.0份、三乙胺3.2份、去离子水80.0份。

本实施例中一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂A的制备方法，包括以下步骤：

a、在反应器中，按配方的重量份依次加入环己二醇、聚四氢呋喃二元醇、蓖麻油，加热升温后，真空脱水；

b、加入二羟甲基丙酸、三聚茚酮衍生物和羟基硅油，降温，通入氮气，滴加异佛尔酮二异氰酸酯，在0.5～1.0h内滴加完毕，搅拌反应0.5h；

c、然后滴加配方量的二月桂酸二丁基锡，升温至80～82℃反应2～2.5h，视体系粘度补加丙酮，加入2-苯基-2-丙醇，升温至84～88℃反应，测定NCO值，当测定的值与理论设计值接近时终止反应；

d、继续搅拌降温，缓慢滴加三乙胺，搅拌反应后，加入计算量的去离子水，继续搅拌分散均匀；

e、在搅拌条件下加入乙二胺，高速搅拌分散1h，然后低速搅拌，减压下蒸脱丙酮，即制得一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂A。

实施例2

一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂B，其制备工艺如下：

一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂B，按重量份计,其组分为：六亚甲基二异氰酸酯21.0份、三聚茚酮衍生物1.0份、新戊二醇5.5份、己二酸二肼1.4份、聚碳酸酯多元醇31.0份、羟基硅油2.0份、2-苯基-2-丙醇3.0份、蓖麻油4.9份、二羟甲基丙酸3.9份、二月桂酸二丁基锡0.08份、丙酮13.0份、氨水2.8份、去离子水85.0份。

本实施例中一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂B的制备方法，包括以下步骤：

a、在反应器中，按配方的重量份依次加入新戊二醇、聚碳酸酯多元醇、蓖麻油，加热升温后，真空脱水；

b、加入二羟甲基丙酸、三聚茚酮衍生物和羟基硅油，降温，通入氮气，滴加六亚甲基二异氰酸酯，在0.5～1.0h内滴加完毕，搅拌反应0.5h；

d、继续搅拌降温，缓慢滴加氨水，搅拌反应后，加入计算量的去离子水，继续搅拌分散均匀；

e、在搅拌条件下加入己二酸二肼，高速搅拌分散1h，然后低速搅拌，减压下蒸脱丙酮，即制得一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂B。

实施例3

一种三聚茚酮衍生物改性聚氨酯树脂水性涂料，按重量份计，其组成为：三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂A70.0份、聚氨酯改性丙烯酸树脂20.0份、流平剂0.4份、分散剂0.2份、消泡剂0.4份、润湿剂0.4份、丙二醇丁醚3.0份、丙二醇甲醚醋酸酯3.0份、pH调节剂0.4份、乙二醇4.0份、羟基纤维素0.5份、去离子水20.0份。

实施例4

一种三聚茚酮衍生物改性聚氨酯树脂水性涂料，按重量份计，其组成为：三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂B 60.0份、聚氨酯改性丙烯酸树脂15.0份、水性纳米色浆10.0份、流平剂0.3份、分散剂0.4份、消泡剂0.5份、润湿剂0.4份、醇酯十二5.5份、pH调节剂0.5份、丙三醇5.0份、羟基纤维素0.5份、去离子水25.0份。

按照相关标准，对本发明的实施例与常规聚氨酯树脂水性涂料(对比例)进行对比，检测的性能指标如表1所示。

其中，附着力：按照GB/T1720-1988的规定，使用划格法进行测试；

硬度：按照GB/T6739-2006色漆和清铅笔法测定漆膜硬度；

耐水性：按照GB/T1733-93的规定进行检测；

耐盐雾性：按照GB/T1771-2007的规定进行检测；

抗菌性：按HG/T3950-2007《抗菌涂料》的规定进行检测；

接触角：按照GB/T30693-2014的规定进行检测。

表1：本发明的实施例与聚氨酯树脂水性涂料性能对比

由表1可以看出本发明的实施例样品的耐盐雾性、附着力、耐水性等性能远超过常规聚氨酯树脂水性涂料，本发明实施例接触角大于90°，这表明本发明实施例制得的三聚茚酮衍生物改性聚氨酯树脂水性涂料表面张力低，具有“荷叶效应”，耐污性能好，具有自洁能力；同时对于抗菌性(枯草杆菌)的抗菌性能大于99.6％，而常规聚氨酯树脂水性涂料只有52.86％，这表明本发明的三聚茚酮衍生物改性聚氨酯树脂水性涂料具有良好的抗菌性能。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明；本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims

1.一种三聚茚酮衍生物改性聚氨酯树脂水性涂料，其特征在于：所述的三聚茚酮衍生物改性聚氨酯树脂水性涂料，按重量份计，其组成为：三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂50.0～80.0份、聚氨酯改性丙烯酸树脂10.0～30.0份、水性纳米色浆0.0～20.0份、流平剂0.2～0.5份、分散剂0.2～0.6份、消泡剂0.2～0.6份、润湿剂0.2～0.6份、成膜助剂3.0～8.0份、pH调节剂0.2～0.8份、防冻剂2.5～6.0份、羟基纤维素0.2～0.8份、去离子水10.0～35.0份；

2.如权利要求1所述的一种三聚茚酮衍生物改性聚氨酯树脂水性涂料，其特征在于：所述的三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂，按重量份计，其组成为：多异氰酸酯15.0～40.0份、三聚茚酮衍生物0.5～1.5份、多元醇4.0～8.0份、多元胺类扩链剂0.8～2.5份、低聚物多元醇12.0～45.0份、羟基硅油1.0～3.0份、2-苯基-2-丙醇1.5～4.5份、蓖麻油2.5～8.0份、二羟甲基丙酸1.8～5.5份、二月桂酸二丁基锡0.01～0.1份、丙酮5.0～15.0份、中和剂1.2～6.0份、去离子水52.0～100.0份。

3.如权利要求1所述的一种三聚茚酮衍生物改性聚氨酯树脂水性涂料，其特征在于：所述的pH调节剂为AMP-95、碳酸氢钠、碳酸钠、三乙胺中的一种或几种的组合。

4.如权利要求1所述的一种三聚茚酮衍生物改性聚氨酯树脂水性涂料，其特征在于：所述的成膜助剂为醇酯十二、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种的组合；优选丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯的质量比为1:1。

5.如权利要求1所述的一种三聚茚酮衍生物改性聚氨酯树脂水性涂料，其特征在于：所述的防冻剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇中的一种或几种的组合。