CN112876974B - 一种高附着性水性聚氨酯涂料及其制备方法与应用 - Google Patents

一种高附着性水性聚氨酯涂料及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN112876974B
CN112876974B CN202110064700.7A CN202110064700A CN112876974B CN 112876974 B CN112876974 B CN 112876974B CN 202110064700 A CN202110064700 A CN 202110064700A CN 112876974 B CN112876974 B CN 112876974B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
agent
polyurethane coating
chain extender
waterborne polyurethane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110064700.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112876974A (zh
Inventor
赵民
王浩
张亚东
张静
殷英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CRRC Qingdao Sifang Co Ltd
Original Assignee
CRRC Qingdao Sifang Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CRRC Qingdao Sifang Co Ltd filed Critical CRRC Qingdao Sifang Co Ltd
Priority to CN202110064700.7A priority Critical patent/CN112876974B/zh
Publication of CN112876974A publication Critical patent/CN112876974A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112876974B publication Critical patent/CN112876974B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04—Polyurethanes
    • C09D175/08—Polyurethanes from polyethers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/14—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4854—Polyethers containing oxyalkylene groups having four carbon atoms in the alkylene group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/75—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic
    • C08G18/758—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing two or more cycloaliphatic rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本发明涉及水性聚氨酯涂料技术领域，具体涉及一种高附着性水性聚氨酯涂料及其制备方法与应用。本发明所述的水性聚氨酯涂料，以聚四亚甲基醚二醇为主剂，以4,4‑二环己基甲烷二异氰酸酯为固化剂；所述水性聚氨酯涂料还包括麻风树油；所述聚四亚甲基醚二醇与4,4‑二环己基甲烷二异氰酸酯的质量比为1：(0.2‑0.6)；所述麻风树油与4,4‑二环己基甲烷二异氰酸酯的质量比为(0.2‑0.8)：1。本发明提供的水性聚氨酯涂料不仅具有良好的耐候性、耐水性，同时还具有优异的附着力和耐人工气候老化性，解决了现有水性聚氨酯涂料存在的附着力差、耐候性差、涂层易开裂、易老化等问题，满足了轨道列车车体的涂装要求。

Description

一种高附着性水性聚氨酯涂料及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于水性聚氨酯涂料技术领域，具体涉及一种高附着性水性聚氨酯涂料及其制备方法与应用。
背景技术
涂料在日常生产和生活中应用十分广泛。以轨道交通来说，列车车体多为铝合金或不锈钢材料制成，容易受外界环境的影响发生腐蚀，使用涂料对金属表面进行防护是最为经济和有效的手段。但传统溶剂型涂料的VOCs释放量大，易造成环境污染严重。
作为绿色、环保型涂料的一种，水性聚氨酯涂料以水为分散介质，不含苯及苯的衍生物类有机溶剂，一方面降低了原料的成本，另一方面能够大幅度降低VOCs的排放量保护环境；根据计算，使用水性涂料的VOCs排放量由溶剂型的至少125g/L降低至27g/L左右，同时水性涂料在生产、使用和运输中发生火灾爆炸事故的风险明显降低，更具有安全性。
然而，水性聚氨酯涂料存在附着力差、耐候性差、涂层易开裂、易老化等问题，无法满足轨道列车使用要求。
发明内容
本发明第一方面提供一种高附着性水性聚氨酯涂料，其不仅VOCs排放量低，生产安全性高，而且能够在基体表面及复合涂层中表现出良好的附着性以及热稳定性，解决了传统溶剂型列车涂料VOCs释放量大，造成环境污染严重的技术问题，可应用于轨道车辆表面的涂装，对金属表面进行有效防护。
本发明所述的水性聚氨酯涂料，以聚四亚甲基醚二醇为主剂，以4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯为固化剂；所述水性聚氨酯涂料还包括麻风树油；其中：
所述聚四亚甲基醚二醇与4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯的质量比为1：(0.2-0.6)；所述麻风树油与4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯的质量比为(0.2-0.8)：1。
相比聚酯型水性聚氨酯涂料，聚醚型水性聚氨酯涂料具有不易水解、性能稳定的优点，故而在耐水性和耐腐蚀性能方面均优于聚酯型水性聚氨酯涂料。本发明通过对现有聚醚型水性聚氨酯涂料及固化剂筛选，发现聚四亚甲基醚二醇与固化剂4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯复配效果相对更为理想，可显著提高涂料的耐候性、耐水性，解决现有水性涂料涂装后涂层易开裂、易老化的问题，但同时该涂料的附着性相对较弱，影响漆膜的使用寿命。
为此，本发明在上述复配基础上提出引入麻风树油。麻风树油不仅具有植物油脂共同的优点，如价格低廉，来源广泛，种类繁多，而且其还含有多羟基和不饱和双键结构，易与固化剂异氰酸根进行交联反应，使得水性聚氨酯涂料的附着力和耐人工气候老化性得到进一步提高，从而满足轨道车辆表面的涂装要求。
优选地，所述聚四亚甲基醚二醇与4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯的质量比为1：(0.35-0.5)；所述麻风树油与4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯的质量比为(0.45-0.7)：1。通过控制各组分比例关系，可进一步提高涂料的附着力。
所述水性聚氨酯涂料还包括助剂；所述助剂包括催化剂，扩链剂，中和剂，分散剂，增稠剂，消泡剂，流平剂或滑石粉中的一种或多种。通过助剂的添加有助于提高主剂、固化剂及麻风树油的复配效果，从而提高涂料的综合性能。
作为本发明的具体实施方式之一，所述水性聚氨酯涂料包括如下重量份的组分：聚四亚甲基醚二醇50～60份，4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯20～25份，麻风树油10～15份，叔胺类催化剂0.5～0.7份，有机金属类催化剂0.05～0.1份，亲水扩链剂10～13份，小分子扩链剂6～9，中和剂9～11份，分散剂30～35份，增稠剂2～3份，消泡剂3～4份，流平剂2～3份，滑石粉30～35份；去离子水100～120份。
优选地，所述水性聚氨酯涂料包括如下重量份的组分：聚四亚甲基醚二醇50-55份，4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯20-25份，麻风树油11-15份，叔胺类催化剂0.5～0.7份，有机金属类催化剂0.05～0.1份，亲水扩链剂10～13份，小分子扩链剂6～9，中和剂9～11份，分散剂30～35份，增稠剂2～3份，消泡剂3～4份，流平剂2～3份，滑石粉30～35份；去离子水100～120份。
优选地，所述催化剂包括叔胺类催化剂和有机金属类催化剂；所述叔胺类催化剂为N,N’-二乙基哌嗪和/或N,N’-二甲基哌嗪；所述有机金属催化剂为新癸酸铋。通过选择以上两种催化剂更有助于体系反应的进行，提升涂料的综合性能，且其与体系其他成分相容性更好。
优选地，所述扩链剂包括亲水扩链剂和小分子扩链剂；其中所述亲水扩链剂为二羟基半酯；所述小分子扩链剂为二亚甲基苯基二醇。通过添加上述特定扩链剂，有助于提高产品的力学性能和工艺性能，且其与体系其他成分相容性更好。
优选地，所述中和剂为N,N-二甲基乙醇胺。相比其他中和剂，N,N-二甲基乙醇胺具有环保、价格便宜好及用量少等优点。
优选地，所述分散剂为丙二醇甲醚醋酸酯。相比其他分散剂，丙二醇甲醚醋酸酯具有多种官能团且是非公害溶剂，其可以显著增加涂膜强度。
优选地，所述增稠剂为RM-8W增稠剂。相比其他增稠剂，RM-8W增稠剂具有气味低、不含溶剂的水性且为水性非离子缔合型流变改性剂、具有较高的成膜性能减少了平衡时间、价格适中以及增稠效率高等优点。
优选地，所述消泡剂为TEGO 830消泡剂。相比其他消泡剂，TEGO 830消泡剂具有添加量低、不含有机硅和有机溶剂等优点。
优选地，所述流平剂为BYK-381流平剂。相比其他流平剂，BYK-381流平剂具有可以显著提高润湿性以及价格适中等优点。
本发明第二方面提供上述水性聚氨酯涂料的制备方法，包括：
(1)聚四亚甲基醚二醇与4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯混合发生聚合反应；
(2)降低反应体系温度至50～70℃并维持，加入中和剂、有机金属类催化剂、亲水扩链剂、小分子扩链剂、麻风树油，继续反应；
(3)降低反应体系温度至30℃并维持，加入叔胺类催化剂、中和剂，继续反应；继续降低反应体系至室温，加水得到水性聚氨酯乳液；
(4)向水性聚氨酯乳液中加入分散剂、增稠剂、消泡剂、流平剂、滑石粉，得到水性聚氨酯涂料。
本发明通过控制各组分的混合方式，有利于提高体系分散程度和均匀性，进而提高反应程度，获得综合效果更好的水性聚氨酯涂料
其中，步骤(1)中，聚合反应的温度为80～100℃，时间为60～120min。
本发明第三方面提供上述水性聚氨酯涂料在金属表面涂装中的应用。
本发明提供一种轨道车辆，包括车体，所述车体的表面采用上述聚氨酯涂料涂装。
本发明的有益效果如下：
本发明以聚四亚甲基醚二醇作为主剂，4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯为固化剂，在麻风树油与固化剂协同作用下显著提高所得水性聚氨酯涂料的附着力，所得水性聚氨酯涂料具有挥发性有机物含量低、附着性好、热稳定性好的优点。同时再此基础上进一步添加合适的叔胺类催化剂、有机金属类催化剂、亲水扩链剂、小分子扩链剂、中和剂、分散剂、增稠剂、消泡剂、流平剂、滑石粉、去离子水，在各助剂的共同作用下进一步提高水性聚氨酯涂料的综合性能。采用本发明所述水性聚氨酯涂料对金属表面涂装，特别是轨道列车车体涂装，可显著提升防护功效，且符合环保要求。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
以下实施例中各组分均可通过市售购买得到。
以下实施例中所用助剂如下：
所述的叔胺类催化剂为N,N’-二乙基哌嗪。
所述的有机金属催化剂为新癸酸铋。
所述的亲水扩链剂为二羟基半酯。
所述的小分子扩链剂为二亚甲基苯基二醇。
所述的中和剂为N,N-二甲基乙醇胺。
所述的分散剂为丙二醇甲醚醋酸酯。
所述的增稠剂为RM-8W增稠剂。
所述的消泡剂为TEGO 830消泡剂。
所述的流平剂为BYK-381流平剂。
实施例1
本实施例提供一种水性聚氨酯涂料，由如下重量份的组分制得：
50份聚四亚甲基醚二醇，25份4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯，0.06份有机金属类催化剂，10份亲水扩链剂，6份小分子扩链剂，11份麻风树油，0.5份叔胺类催化剂，9份中和剂，30份分散剂，2份增稠剂，3份消泡剂，2份流平剂，35份滑石粉，120份去离子水。
所述水性聚氨酯涂料通过下述方法制得：
(1)向搅拌反应器中加入50份聚四亚甲基醚二醇和25份4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯并混合均匀，在100℃下恒温60min，进行初步的聚合反应；
(2)降低反应体系温度至70℃，加入适量的N,N-二甲基甲酰胺，加入0.06份有机金属类催化剂，同时加入10份亲水扩链剂，6份小分子扩链剂，11份麻风树油，在反应温度70℃下继续反应120min；
(3)降低反应温度至30℃，加入0.5份叔胺类催化剂、9份中和剂继续反应30min，进一步降低反应温度至室温，在500r/min的高速搅拌下加入120份去离子水继续反应30min后通过减压蒸馏脱除N,N-二甲基甲酰胺，得到水性聚氨酯乳液；
(4)将上述乳液在300r/min的搅拌速率下依次加入30份分散剂，2份增稠剂，3份消泡剂，2份流平剂，35份滑石粉，搅拌30min后得到均匀分散液。
(5)使用300目的振动筛对上述均匀分散液进行过滤，得到的滤液即为水性聚氨酯涂料。
实施例2
本实施例提供一种水性聚氨酯涂料，由如下重量份的组分制得：
55份聚四亚甲基醚二醇，25份4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯，0.07份有机金属类催化剂，13份亲水扩链剂，9份小分子扩链剂，15份麻风树油，0.5份叔胺类催化剂，9份中和剂，30份分散剂，2份增稠剂，3份消泡剂，2份流平剂，35份滑石粉，120份去离子水。
所述水性聚氨酯涂料通过下述方法制得：
(1)向搅拌反应器中加入55份聚四亚甲基醚二醇和25份4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯并混合均匀，在85℃下恒温80min，进行初步的聚合反应；
(2)降低反应体系温度至65℃，加入适量的N,N-二甲基甲酰胺，加入0.07份有机金属类催化剂，同时加入13份亲水扩链剂，9份小分子扩链剂，15份麻风树油，在反应温度70℃下继续反应180min；
(3)降低反应温度至30℃，加入0.5份叔胺类催化剂、9份中和剂继续反应30min，进一步降低反应温度至室温，在500r/min的高速搅拌下加入120份去离子水继续反应30min后通过减压蒸馏脱除N,N-二甲基甲酰胺，得到水性聚氨酯乳液；
(4)将上述乳液在300r/min的搅拌速率下依次加入30份分散剂，2份增稠剂，3份消泡剂，2份流平剂，35份滑石粉，搅拌30min后得到均匀分散液。
(5)使用300目的振动筛对上述均匀分散液进行过滤，得到的滤液即为水性聚氨酯涂料。
实施例3
本实施例提供一种水性聚氨酯涂料，由如下重量份的组分制得：
55份聚四亚甲基醚二醇，20份4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯，0.08份有机金属类催化剂，12份亲水扩链剂，9份小分子扩链剂，14份麻风树油，0.6份叔胺类催化剂，11份中和剂，35份分散剂，3份增稠剂，4份消泡剂，3份流平剂，35份滑石粉，100份去离子水。
所述水性聚氨酯涂料通过下述方法制得：
(1)向搅拌反应器中加入55份聚四亚甲基醚二醇和20份4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯并混合均匀，在80℃下恒温100min，进行初步的聚合反应；
(2)降低反应体系温度至55℃，加入适量的N,N-二甲基甲酰胺，加入0.08份有机金属类催化剂，同时加入12份亲水扩链剂，9份小分子扩链剂，14份麻风树油，在反应温度65℃下继续反应240min；
(3)降低反应温度至30℃，加入0.6份叔胺类催化剂、11份中和剂继续反应30min，进一步降低反应温度至室温，在500r/min的高速搅拌下加入100份去离子水继续反应30min后通过减压蒸馏脱除N,N-二甲基甲酰胺，得到水性聚氨酯乳液；
(4)将上述乳液在300r/min的搅拌速率下依次加入35份分散剂，3份增稠剂，4份消泡剂，3份流平剂，35份滑石粉，搅拌30min后过滤即可得到水性聚氨酯涂料。
(5)使用300目的振动筛对上述均匀分散液进行过滤，得到的滤液即为水性聚氨酯涂料。
实施例4
本实施例提供一种水性聚氨酯涂料，由如下重量份的组分制得：
50份聚四亚甲基醚二醇，25份4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯，0.09份有机金属类催化剂，13份亲水扩链剂，9份小分子扩链剂，12份麻风树油，0.7份叔胺类催化剂，10份中和剂，35份分散剂，3份增稠剂，4份消泡剂，3份流平剂，35份滑石粉，100份去离子水。
所述水性聚氨酯涂料通过下述方法制得：
(1)向搅拌反应器中加入50份聚四亚甲基醚二醇和25份4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯并混合均匀，在100℃下恒温120min，进行初步的聚合反应；
(2)降低反应体系温度至50℃，加入适量的N,N-二甲基甲酰胺，加入0.09份有机金属类催化剂，同时加入13份亲水扩链剂，9份小分子扩链剂，12份麻风树油，在反应温度70℃下继续反应180min；
(3)降低反应温度至30℃，加入0.7份叔胺类催化剂、10份中和剂继续反应30min，进一步降低反应温度至室温，在500r/min的高速搅拌下加入100份去离子水继续反应30min后通过减压蒸馏脱除N,N-二甲基甲酰胺，得到水性聚氨酯乳液；
(4)将上述乳液在300r/min的搅拌速率下依次加入35份分散剂，3份增稠剂，4份消泡剂，3份流平剂，35份滑石粉，搅拌30min后过滤即可得到水性聚氨酯涂料。
(5)使用300目的振动筛对上述均匀分散液进行过滤，得到的滤液即为水性聚氨酯涂料。
对比例1
与实施例1的区别在于，主剂替换为3N-204聚醚型多元醇，其它物料、配比及制备方法不变，得到水性聚氨酯涂料。
对比例2
与实施例1的区别在于，固化剂替换为TDI(甲苯二异氰酸酯)，其它物料、配比及制备方法不变，得到水性聚氨酯涂料。
对比例3
与实施例1的区别在于，麻风树油替换为亚麻油，其它物料、配比及制备方法不变，得到水性聚氨酯涂料。
对比例4
与实施例1的区别在于，由如下重量份的组分制得：
50份聚四亚甲基醚二醇，35份4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯，8份麻风树油，0.09份有机金属类催化剂，13份亲水扩链剂，9份小分子扩链剂，0.7份叔胺类催化剂，10份中和剂，35份分散剂，3份增稠剂，4份消泡剂，3份流平剂，35份滑石粉，100份去离子水。
效果验证
将实施例及对比例所得水性聚氨酯涂料进行测试，结果如下：
表1
涂膜外观 拉开附着力 挥发性有机物含量 耐人工气候老化性
实施例1 正常 4.49MPa 51g/L 1500h不剥落、无裂痕
实施例2 正常 5.29MPa 63g/L 1500h不剥落、无裂痕
实施例3 正常 5.24MPa 55g/L 1500h不剥落、无裂痕
实施例4 正常 5.11MPa 53g/L 1500h不剥落、无裂痕
对比例1 正常 4.23MPa 67g/L 1500h后产生裂痕
对比例2 正常 6.29MPa 61g/L 1500h不剥落、无裂痕
对比例3 流平性较差 4.25MPa 65g/L 1500h后产生裂痕
对比例4 气泡较多 2.67MPa 71g/L 1500h后剥落
测试方法 GB/T 20777 GB/T 5210 ASTM D3960-2002 GB/T 14522
由表1可知，实施例1-4所得水性聚氨酯涂料的涂抹外观正常良好，且具有较高的拉开附着力和优异的耐人工气候老化性，同时挥发性有机物含量相对较低。
而对比例1、3、4所得水性聚氨酯涂料存在耐候性差、漆膜外观不良、附着性能不佳等缺陷；对比例2虽可得到性能优异的水性聚氨酯涂料，但所用TDI反应活性较高，极易水解，储存稳定性较差，生产成本较高。
此外，本发明还对实施例1-4所得水性聚氨酯涂料的其他性能进行检测，结果如下：
表2
Figure BDA0002903877810000091
由上述测试结果可知，实施例1-4所得水性聚氨酯涂料除具有上述表1所列优点外，在细度、流出时间、抗流挂性、光泽、弯曲性能、耐磨性多方面均表象良好，满足列车车体涂装的多方面要求。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种水性聚氨酯涂料，其特征在于，以聚四亚甲基醚二醇为主剂，以4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯为固化剂；所述水性聚氨酯涂料还包括麻风树油；其中：
所述聚四亚甲基醚二醇与4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯的质量比为1：(0.2-0.6)；
所述麻风树油与4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯的质量比为(0.2-0.8)：1；
所述水性聚氨酯涂料包括如下重量份的组分：聚四亚甲基醚二醇50～60份，4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯20～25份，麻风树油10～15份，叔胺类催化剂0.5～0.7份，有机金属类催化剂0.05～0.1份，亲水扩链剂10～13份，小分子扩链剂6～9，中和剂9～11份，分散剂30～35份，增稠剂2～3份，消泡剂3～4份，流平剂2～3份，滑石粉30～35份；
所述叔胺类催化剂为N,N’-二乙基哌嗪和/或N,N’-二甲基哌嗪；
所述有机金属类催化剂为新癸酸铋；
所述亲水扩链剂为二羟基半酯；
所述小分子扩链剂为二亚甲基苯基二醇；
所述中和剂为N,N-二甲基乙醇胺；
所述分散剂为丙二醇甲醚醋酸酯；
所述增稠剂为RM-8W增稠剂；
所述消泡剂为TEGO 830消泡剂；
所述流平剂为BYK-381流平剂。
2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述聚四亚甲基醚二醇与4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯的质量比为1：(0.35-0.5)。
3.根据权利要求1或2所述的水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述麻风树油与4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯的质量比为(0.45-0.7)：1。
4.根据权利要求3所述的水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述水性聚氨酯涂料包括如下重量份的组分：聚四亚甲基醚二醇50-55份，4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯20-25份，麻风树油11-15份，叔胺类催化剂0.5～0.7份，有机金属类催化剂0.05～0.1份，亲水扩链剂10～13份，小分子扩链剂6～9，中和剂9～11份，分散剂30～35份，增稠剂2～3份，消泡剂3～4份，流平剂2～3份，滑石粉30～35份。
5.权利要求1-4任一项所述的水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于，包括：
(1)聚四亚甲基醚二醇与4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯混合发生聚合反应；
(2)降低反应体系温度至50～70℃并维持，加入中和剂、有机金属类催化剂、亲水扩链剂、小分子扩链剂、麻风树油，继续反应；
(3)降低反应体系温度至30℃并维持，加入叔胺类催化剂、中和剂，继续反应；继续降低反应体系至室温，加水得到水性聚氨酯乳液；
(4)向水性聚氨酯乳液中加入分散剂、增稠剂、消泡剂、流平剂、滑石粉，得到水性聚氨酯涂料。
6.一种轨道车辆，包括车体，其特征在于，所述车体的表面使用权利要求1-4任一项所述的水性聚氨酯涂料涂装。
CN202110064700.7A 2021-01-18 2021-01-18 一种高附着性水性聚氨酯涂料及其制备方法与应用 Active CN112876974B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110064700.7A CN112876974B (zh) 2021-01-18 2021-01-18 一种高附着性水性聚氨酯涂料及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110064700.7A CN112876974B (zh) 2021-01-18 2021-01-18 一种高附着性水性聚氨酯涂料及其制备方法与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112876974A CN112876974A (zh) 2021-06-01
CN112876974B true CN112876974B (zh) 2022-03-25

Family

ID=76049239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110064700.7A Active CN112876974B (zh) 2021-01-18 2021-01-18 一种高附着性水性聚氨酯涂料及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112876974B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105367743A (zh) * 2015-12-21 2016-03-02 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种水性聚氨酯乳液的合成方法
CN106188457A (zh) * 2016-07-14 2016-12-07 武汉理工大学 一种内交联型蓖麻油基水性聚氨酯乳液及其制备方法
CN109180903A (zh) * 2018-09-11 2019-01-11 长春工业大学 一种水性高硬度木器涂料用水性聚氨酯乳液及其制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015138684A2 (en) * 2014-03-12 2015-09-17 Rust-Oleum Corporation Vegetable oil-modified, hydrophobic polyurethane dispersions
WO2016186830A1 (en) * 2015-05-15 2016-11-24 Stepan Company Ethoxylated vegetable oils in low density spray foam formulations

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105367743A (zh) * 2015-12-21 2016-03-02 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种水性聚氨酯乳液的合成方法
CN106188457A (zh) * 2016-07-14 2016-12-07 武汉理工大学 一种内交联型蓖麻油基水性聚氨酯乳液及其制备方法
CN109180903A (zh) * 2018-09-11 2019-01-11 长春工业大学 一种水性高硬度木器涂料用水性聚氨酯乳液及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112876974A (zh) 2021-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111019504B (zh) 一种水性聚氨酯涂料组合物及其应用
CN109135534B (zh) 一种高触变性水性双组分高光汽车面漆及其制备方法
CN111423775B (zh) 一种单组份水性罩光清漆及其制备方法
CN111116865B (zh) 一种高耐水和亲水型的多异氰酸酯固化剂及其制备方法与用途
CN111057444A (zh) 一种高固低黏涂料及其制备方法和其形成的漆膜涂层
CN111171702B (zh) 双重固化的聚氨酯水分散体及水性uv涂料
CN107629652A (zh) 一种水性涂料组合物、制备方法及其应用
CN111040541A (zh) 一种水性丙烯酸氨基烤漆及制备方法
CN112876974B (zh) 一种高附着性水性聚氨酯涂料及其制备方法与应用
CN110746878B (zh) 一种高硬度抗流挂聚氨酯水性功能涂料
CN110845938B (zh) 一种增韧改性水性环氧树脂防水涂料及其制备方法
CN108977032B (zh) 一种用于头盔的水性双组分高光面漆及其制备方法
CN116063887A (zh) 一种高耐候、超耐磨的静电涂装水性面漆及其制备方法
CN115746690A (zh) 一种水性uv玻璃透明光油
CN114316728A (zh) 一种快干型水性涂层体系
CN112409885A (zh) 一种耐腐蚀水性环氧地坪漆及其制备方法
CN109021640B (zh) 一种汽车涂料的制备方法
CN113214709A (zh) 一种用于制作漆膜的水性氟碳漆
CN111410895A (zh) 快干型水性防腐涂料及其制备方法
CN108707406B (zh) 一种烘烤型水性双组份聚氨酯清漆及其使用方法和用途
CN116441144A (zh) 一种快干型涂层体系的制备工艺
CN116426162B (zh) 一种耐低温uv喷墨打印油墨
CN115572514B (zh) 一种用于船舶的耐腐蚀涂料及其制备方法
CN111909604B (zh) 一种透明奶粉盖涂料及其制备方法
CN114702894B (zh) 一种水性单层uv哑光黑涂料

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant