CN112980300A - 一种无溶剂高分子涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无溶剂高分子涂料及其制备方法，所述涂料由以下组分制备而成：基料，所述基料采用聚三环戊二烯树脂体系；颜料；助剂。所述聚三环戊二烯树脂体系包括以下组分制成：三环戊二烯；树脂聚合反应催化剂；三环戊二烯占聚三环戊二烯树脂体系的重量百分比大于等于50％且小于100％。本申请利用聚三环戊二烯树脂体系作为涂料的基料，由于聚三环戊二烯的黏度低，可以自如喷出、延展和流平，因此涂料中无需再添加有机溶剂，不会产生污染风险，且无需添加水和乳化剂，所述涂料具有环保、防水、成本低等技术效果。此外，所述涂料还具有耐酸、耐碱、耐盐水腐蚀等优异特性，尤其适用于海滨城市、码头及船舶、潜水艇等海洋装备使用。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种无需溶剂、无污染且具有防水功能的高分子涂料。
背景技术
涂料，一般是由基料、颜料(包括填料)、溶剂以及一些少量的助剂所组成。
涂料是一个多组分体系，也是一个配方产品，涂料配方中各组分的选择和用量对涂料的使用性能和涂膜性能以及成本等均产生极大的影响，因此，必须对涂料的配方进行科学的设计。
现有的高分子涂料(如聚氨酯涂料)的配方中，通常都含有有机溶剂，这是因为高分子材料的黏度很高，如果不添加溶剂，涂料无法喷出，无法延展和流平。高分子涂料常用的有机溶剂有甲苯、丙酮、苯酚、乙醇、松节油、正己烷、氯仿等。采用此类有机溶剂的涂料有一个缺点，那就是有机溶剂挥发时会产生污染。
水性涂料，也就是用水做溶剂的涂料，在某种程度上可以缓解上述问题。但是水性涂料配方里会含有乳化剂，乳化剂会吸收水分，这就导致漆膜不防水。另一方面，乳化剂的添加也导致了涂料本身的成本增加。
综上，本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：
现有的高分子涂料有机溶剂挥发时会产生污染，水性涂料配方里会含有乳化剂，导致漆膜不防水且成本增加。
发明内容
本申请实施例通过提供一种无溶剂高分子涂料，解决了现有技术中高分子涂料有机溶剂挥发时会产生污染，水性涂料配方里会含有乳化剂，导致漆膜不防水且成本增加的技术问题，实现了无需溶剂、无污染且具有防水功能的技术效果。
本申请实施例提供了一种无溶剂高分子涂料，所述涂料由以下组分制备而成：
基料，所述基料采用聚三环戊二烯树脂体系；
颜料；
助剂。
优选地，所述涂料中，各组分的重量比为：
基料：90～99.65份；
颜料：0.25～7份；
助剂：0.1～3份。
优选地，所述聚三环戊二烯树脂体系包括以下组分制成：
三环戊二烯；
树脂聚合反应催化剂；
所述三环戊二烯占所述聚三环戊二烯树脂体系的重量百分比大于等于50％且小于100％。
进一步地，所述聚三环戊二烯树脂体系的组分还包括环戊二烯、双环戊二烯、四环戊二烯、五环戊二烯中的一种或几种。
进一步地，所述树脂聚合反应催化剂包含钨系催化剂、钼系催化剂、钌系催化剂、钛系催化剂、铼系催化剂中的一种或几种。
更进一步地，所述树脂聚合反应催化剂的重量为所述三环戊二烯重量的0.01％～1％。
优选地，所述助剂包括抗氧化剂、紫外线吸收剂、颜料分散剂、增稠剂中的一种或几种。
本申请实施例还提供了一种无溶剂高分子涂料的制备方法，其特征在于，步骤为：
步骤S1：将原料配制成两组分：
组分1：三环戊二烯，以及环戊二烯、双环戊二烯、四环戊二烯、五环戊二烯中的一种或几种；所述组分1中，三环戊二烯的重量百分比大于等于50％；
组分2：颜料，助剂，树脂聚合反应催化剂；
步骤S2：将组分1和组分2混合，搅拌，组分1在所述树脂聚合反应催化剂的作用下聚合，所述颜料和助剂均匀分散于聚合物中，得到无溶剂高分子涂料。
优选地，所述组分1中，三环戊二烯的重量百分比大于等于50％且小于等于75％；此时，组分1在常温下为液态；将组分1和组分2 混合，搅拌，组分1在所述树脂聚合反应催化剂的作用下聚合成的聚合物也为液态。
优选地，所述组分1中，三环戊二烯的重量百分比大于75％；此时，组分1在常温下为固态；先将组分1加热至液态，再将组分1和组分2混合。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、本申请利用聚三环戊二烯树脂体系作为涂料的基料，由于聚三环戊二烯的黏度只有20厘泊左右，可以自如喷出、延展和流平，因此涂料中无需再添加溶剂，解决了现有技术中高分子涂料有机溶剂挥发时会产生污染，水性涂料配方里会含有乳化剂，导致漆膜不防水且成本增加的技术问题，实现了无需溶剂、绿色环保、无污染且具有防水功能、成本低的技术效果。
2、本申请实施例提供的无溶剂高分子涂料制备方法简单，成本低，喷涂方便，涂膜光滑、平整。
3、本申请实施例提供的无溶剂高分子涂料还具有耐酸、耐碱、耐盐水腐蚀、耐卤素气体腐蚀、耐疲劳等优异特性，尤其适用于海滨城市、码头及船舶、潜水艇等海洋装备使用。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种无溶剂高分子涂料，解决了现有技术中高分子涂料溶剂挥发时会产生污染，水性涂料配方里会含有乳化剂，导致漆膜不防水且成本增加的技术问题。
本申请实施例中的技术方案为解决上述串扰的问题，总体思路如下：
设计一种新的无溶剂高分子涂料，具体地，所述无溶剂高分子涂料由以下组分制备而成：
基料，所述基料采用聚三环戊二烯树脂体系；
颜料；
助剂。
其中，所述聚三环戊二烯树脂体系包括以下组分制成：
三环戊二烯；
树脂聚合反应催化剂；
所述三环戊二烯占所述聚三环戊二烯树脂体系的重量百分比大于等于50％且小于100％。
所述聚三环戊二烯树脂体系的组分还包括环戊二烯、双环戊二烯、四环戊二烯、五环戊二烯中的一种或几种。
所述树脂聚合反应催化剂包含钨系催化剂、钼系催化剂、钌系催化剂、钛系催化剂、铼系催化剂中的一种或几种。
所述钨系催化剂包括钨单质、钨的氧化物、钨的卤化物(如钨的硫化物、钨的氯化物)、钨的羟基化合物、杂多钨酸中的一种或几种；
所述钼系催化剂包括钼单质、钼的氧化物、钼的卤化物、钼的羟基化合物、磷钼酸、钼酸铵中的一种或几种；
所述钌系催化剂为金属钌、钌的化合物中的一种或几种；如 Grubbs’I代、Grubbs’II代钌催化剂。
所述钛系催化剂为金属钛、钛的氧化物、钛的卤化物、钛的羟基化合物中的一种或几种；
所述铼系催化剂为金属铼、铼的氧化物、铼的卤化物、铼的羟基化合物中的一种或几种。
所述树脂聚合反应催化剂的重量为所述三环戊二烯重量的 0.01％～1％。
所述助剂包括抗氧化剂、紫外线吸收剂、颜料分散剂、增稠剂中的一种或几种。
所述抗氧化剂为酚类抗氧化剂或亚磷酯类抗氧化剂。
所述酚类抗氧化剂为四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基) 丙酸正十八碳醇酯中的一种或几种。
所述亚磷酸酯类抗氧化剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、双十八烷基醇季戊二亚磷酸酯、双(3，5-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或几种。
所述紫外线吸收剂为二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物、芳香酯类化合物、取代丙烯酸酯、羟基苯基均三嗪、草酰苯胺类化合物、甲脒类化合物中的一种或几种。
所述颜料分散剂为硫化的油类、脂肪酸(羧酸)的钠盐或钾盐、季铵盐化合物、环氧乙烷与脂肪酸或脂肪酰胺的缩合物、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚乙二醇中的一种或几种。
所述增稠剂为纤维素醚或气相二氧化硅。
上述无溶剂高分子涂料利用聚三环戊二烯树脂体系作为基料，由于聚三环戊二烯的黏度只有20厘泊左右，可以自如喷出、延展和流平，因此涂料中无需再添加溶剂，无污染，且涂料具有防水功能。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例一
本实施例中，无溶剂高分子涂料由以下重量百分比的组分制备而成：
三环戊二烯，99％；
双环戊二烯，0.5％；
钌卡宾催化剂，0.15％；
二氧化钛，0.25％；
羟基苯基均三嗪，0.1％。
本实施例中，无溶剂高分子涂料的制备方法如下：
步骤S1：将原料配制成两组分：
组分1：三环戊二烯和双环戊二烯；
组分2：氧化锌，羟基苯基均三嗪，钌卡宾催化剂；
步骤S2：组分1在常温下为固态，先将组分1加热至80℃，使组分1熔融成液态。然后将组分1和组分2混合，搅拌50min，三环戊二烯和双环戊二烯在钌卡宾催化剂的作用下聚合，白色颜料二氧化钛和紫外线吸收剂羟基苯基均三嗪均匀分散于聚合物中，得到无溶剂高分子涂料。
实施例二
本实施例中，无溶剂高分子涂料由以下重量百分比的组分制备而成：
三环戊二烯，76％；
双环戊二烯，20％；
四环戊二烯，0.4％；
CpTiCl2，0.15％；
CH3MgI，0.45％。
炭黑，2％；
2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，1％。
本实施例中，无溶剂高分子涂料的制备方法如下：
步骤S1：将原料配制成两组分：
组分1：三环戊二烯、双环戊二烯和四环戊二烯；
组分2：锌铬黄，2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，CH3MgI、 CpTiCl2；
步骤S2：组分1在常温下为固态，先将组分1加热至75℃，使组分1熔融成液态。然后将组分1和组分2混合，搅拌60min，三环戊二烯、双环戊二烯和四环戊二烯在催化剂CH3MgI、CpTiCl2的作用下聚合，黑色颜料炭黑和抗氧化剂2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚) 均匀分散于聚合物中，得到无溶剂高分子涂料。
实施例三
本实施例中，无溶剂高分子涂料由以下重量百分比的组分制备而成：
三环戊二烯，60％；
双环戊二烯，32.9％；
五环戊二烯，0.094％；
ReCls，0.002％；
(CH3)4Sn，0.004％。
炭黑，0.5％；
二氧化钛，4.5％；
聚丙烯酸钠，2％。
本实施例中，无溶剂高分子涂料的制备方法如下：
步骤S1：将原料配制成两组分：
组分1：三环戊二烯、双环戊二烯、五环戊二烯；
组分2：氧化铬绿，聚丙烯酸钠，ReCls、(CH3)4Sn；
步骤S2：组分1在常温下为液态，将组分1和组分2混合，搅拌55min，三环戊二烯、双环戊二烯、五环戊二烯在催化剂ReCls、 (CH3)4Sn的作用下聚合，颜料炭黑、二氧化钛和增稠剂聚丙烯酸钠均匀分散于聚合物中，得到无溶剂高分子涂料。
实施例四
本实施例中，无溶剂高分子涂料由以下重量百分比的组分制备而成：
三环戊二烯，45％；
双环戊二烯，44.55％；
钌卡宾催化剂，0.45％；
二氧化钛，7％；
双十八烷基醇季戊二亚磷酸酯，1％；
取代丙烯酸酯，2％。
本实施例中，无溶剂高分子涂料的制备方法如下：
步骤S1：将原料配制成两组分：
组分1：三环戊二烯、双环戊二烯；
组分2：甲苯胺红，双十八烷基醇季戊二亚磷酸酯，取代丙烯酸酯，钌卡宾催化剂；
步骤S2：组分1在常温下为液态，将组分1和组分2混合，搅拌50min，三环戊二烯、双环戊二烯在钌卡宾催化剂的作用下聚合，白色颜料二氧化钛和抗氧化剂双十八烷基醇季戊二亚磷酸酯、紫外线吸收剂取代丙烯酸酯均匀分散于聚合物中，得到无溶剂高分子涂料。
性能测试
针对上述各实施例得到的高分子共聚物涂料，对其性能进行测试，得到如下结果：
上述各实施例得到的高分子共聚物涂料流平性高，无污染，环保性好，固体含量100％，相同料体情况下体积小，方便运输，且具有很好的防水功能。
以上所述，仅为本申请的较佳实施例，并非对本申请任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本申请的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本申请的等效实施例；同时，凡依据本申请的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本申请的技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种无溶剂高分子涂料，其特征在于，所述涂料由以下组分制备而成：
基料，所述基料采用聚三环戊二烯树脂体系；
颜料；
助剂。
2.如权利要求1所述的无溶剂高分子涂料，其特征在于，所述涂料中，各组分的重量比为：
基料：90～99.65份；
颜料：0.25～7份；
助剂：0.1～3份。
3.如权利要求1所述的无溶剂高分子涂料，其特征在于，所述聚三环戊二烯树脂体系包括以下组分制成：
三环戊二烯；
树脂聚合反应催化剂；
所述三环戊二烯占所述聚三环戊二烯树脂体系的重量百分比大于等于50％且小于100％。
4.如权利要求3所述的无溶剂高分子涂料，其特征在于，所述聚三环戊二烯树脂体系的组分还包括环戊二烯、双环戊二烯、四环戊二烯、五环戊二烯中的一种或几种。
5.如权利要求3所述的无溶剂高分子涂料，其特征在于，所述树脂聚合反应催化剂包含钨系催化剂、钼系催化剂、钌系催化剂、钛系催化剂、铼系催化剂中的一种或几种。
6.如权利要求3所述的无溶剂高分子涂料，其特征在于，所述树脂聚合反应催化剂的重量为所述三环戊二烯重量的0.01％～1％。
7.如权利要求1所述的无溶剂高分子涂料，其特征在于，所述助剂包括抗氧化剂、紫外线吸收剂、颜料分散剂、增稠剂中的一种或几种。
8.一种无溶剂高分子涂料的制备方法，其特征在于，步骤为：
步骤S1：将原料配制成两组分：
组分1：三环戊二烯，以及环戊二烯、双环戊二烯、四环戊二烯、五环戊二烯中的一种或几种；所述组分1中，三环戊二烯的重量百分比大于等于50％；
组分2：颜料，助剂，树脂聚合反应催化剂；
步骤S2：将组分1和组分2混合，搅拌，组分1在所述树脂聚合反应催化剂的作用下聚合，所述颜料和助剂均匀分散于聚合物中，得到无溶剂高分子涂料。
9.如权利要求8所述的无溶剂高分子涂料的制备方法，其特征在于，所述组分1中，三环戊二烯的重量百分比大于等于50％且小于等于75％；此时，组分1在常温下为液态；将组分1和组分2混合，搅拌，组分1在所述树脂聚合反应催化剂的作用下聚合成的聚合物也为液态。
10.如权利要求8所述的无溶剂高分子涂料的制备方法，其特征在于，所述组分1中，三环戊二烯的重量百分比大于75％；此时，组分1在常温下为固态；先将组分1加热至液态，再将组分1和组分2混合。
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