CN113897126A - 改善水性材料耐水性的固化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于水性涂料技术领域，具体涉及一种改善水性材料耐水性的固化剂及其制备方法。其中，本发明的改善水性材料耐水性的固化剂，包括以下质量份数的各组分：水性异氰酸酯固化剂50～60份；硅烷偶联剂8～10份；助溶剂30～35份；本发明的改善水性材料耐水性的固化剂及其制备方法，通过添加硅烷偶联剂作为粘接促进剂和交联剂，进而提高涂层的耐水性。硅烷偶联剂水解后形成三羟基的硅醇和羟基反应生成一层交联的致密网状疏水膜，该疏水膜表面与异氰酸树脂的异氰酸官能团能够起到良好的反应，从而使漆膜的耐水性、泡水光泽等大大提高。

Description

改善水性材料耐水性的固化剂及其制备方法
技术领域
本发明属于水性涂料技术领域，具体涉及一种改善水性材料耐水性的固化剂及其制备方法。
背景技术
凡是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，都可称为水性涂料。依据涂料中粘合剂类别。
随着对传统溶剂型材料中的挥发性有机物(VOC)的要求越来越高，水性材料用水作为分散介质，能够有效降低对环境的污染，其次双组份材料具有优良的机械性能(如耐磨性、附着力等)以及其良好的耐候、耐化学品性能和广泛的施工性，被广泛应用于各大行业。因此涂料技术行业致力于研究低污染、高性能、多功能的水性双组份材料，其中对固化剂的研究与开发涂料技术行业也是乐此不疲。固化剂又称硬化剂，是热固性树脂必不可少的的反应剂。为应对连续的阴雨天气，对其耐水性的研究与开发有待提高。
发明内容
本发明提供了一种改善水性材料耐水性的固化剂及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种改善水性材料耐水性的固化剂，包括以下质量份数的各组分：水性异氰酸酯固化剂50～60份；硅烷偶联剂8～10份；助溶剂30～35份。
又一方面，本发明还提供了一种改善水性材料耐水性的固化剂的制备方法，将水性异氰酸酯固化剂、硅烷偶联剂、助溶剂依次混合后，在500-600r/min转速条件下，搅拌10-20min。
本发明的有益效果是，本发明的改善水性材料耐水性的固化剂及其制备方法，通过添加硅烷偶联剂作为粘接促进剂和交联剂，进而提高涂层的耐水性。硅烷偶联剂水解后形成三羟基的硅醇和羟基反应生成一层交联的致密网状疏水膜，该疏水膜表面与异氰酸树脂的异氰酸官能团能够起到良好的反应，从而使漆膜的耐水性、泡水光泽等大大提高。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，作详细说明如下。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。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。
本发明提供了一种改善水性材料耐水性的固化剂，包括以下质量份数的各组分：水性异氰酸酯固化剂50～60份；硅烷偶联剂8～10份；助溶剂30～35份。
其中，双组分涂料中，含羟基官能团的组份为甲组份，含异氰酸酯官能团的组份为 乙组份。本发明中制备的改善水性材料耐水性的固化剂即为乙组份，其与现有技术中的甲 组份混合后交联反应成氨基甲酸酯。
本发明的改善水性材料耐水性的固化剂，通过添加硅烷偶联剂作为粘接促进剂和交联剂，进而提高涂层的耐水性，其中硅烷偶联剂水解后形成三羟基的硅醇与甲组份中的羟基反应生成一层交联的致密网状疏水膜，该疏水膜表面与异氰酸树脂的异氰酸官能团能够起到良好的反应，从而使漆膜的耐水性、泡水光泽等大大提高。
其中，可选的，所述水性异氰酸酯固化剂的NCO含量为19.2～20.2％。
可选的，所述水性异氰酸酯固化剂的单体含量≤0.25％。
具体的，所述水性异氰酸酯固化剂为主体树脂，具有良好的耐候性、耐水性，以及优异的活化期等。
可选的，所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的至少一种，以使所述硅烷偶联剂水解后形成三羟基的硅醇与甲组份中的羟基反应生成一层交联的致密网状疏水膜，提高所述固化剂的耐水性。
可选的，所述助溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯。
该固化剂与其配套的甲组份最佳反应比为10：3.3，反应比亦可以根据甲组份的羟基含量自行调整，即1份羟基与1份异氰酸酯反应生成1份氨基甲酸酯，甲组份中羟基含量越 高需要越多的异氰酸酯参与反应。
进一步的，所述改善水性材料耐水性的固化剂的制备方法为：将水性异氰酸酯固化剂、硅烷偶联剂、助溶剂依次加入到搅拌釜中，在500-600r/min转速条件下，搅拌10-20min。
本发明制得的改善水性材料耐水性的固化剂，生产工序安全、环保、简单，施工比较环保方便，以水为介质，安全、无毒、对人体不会造成危害。
实施例1
将55份NCO含量为19.6％水性异氰酸酯固化剂、10份硅烷偶联剂、35份助溶剂依次加入到搅拌釜中，在500r/min转速条件下，搅拌15min。
实施例2
将55份NCO含量为19.2％水性异氰酸酯固化剂、8份硅烷偶联剂、35份助溶剂依次加入到搅拌釜中，在600r/min转速条件下，搅拌17min。
实施例3
将50份NCO含量为20.2％水性异氰酸酯固化剂、10份硅烷偶联剂、35份助溶剂依次加入到搅拌釜中，在550r/min转速条件下，搅拌10min。
实施例4
将55份NCO含量为19.3％水性异氰酸酯固化剂、10份硅烷偶联剂、30份助溶剂依次加入到搅拌釜中，在520r/min转速条件下，搅拌13min。
对比例1
将55份NCO含量为19.6％水性异氰酸酯固化剂、5份硅烷偶联剂、35份助溶剂依次加入到搅拌釜中，在500r/min转速条件下，搅拌15min。
对比例2
将55份NCO含量为19.6％水性异氰酸酯固化剂、10份硅烷偶联剂、20份助溶剂依次加入到搅拌釜中，在500r/min转速条件下，搅拌15min。
制备检测所需样品；碳钢板尺寸15cm×7cm×0.2cm，在所述碳钢板的表面喷涂底层材料后，分别喷涂上述实施例及对比例中制得的固化剂，进行性能测试后，将数据汇总于表1。
表1各实施例及对比例中制得的固化剂喷涂后的性能数据
Figure BDA0003384250570000041
Figure BDA0003384250570000051
表1中DOI为鲜映性用来表示涂膜的漫反射程度。
由表1中数据可知，对碳钢板进行各实施例中制得的固化剂喷涂后，泡水试验12天后，其光泽明显高于各对比例中制得的固化剂喷涂的碳钢板；各实施例中制得的固化剂喷涂的碳钢板，泡水试验12天后，其DOI值也明显高于各对比例中制得的固化剂喷涂的碳钢板。
综上所述，本发明的改善水性材料耐水性的固化剂，通过添加硅烷偶联剂作为粘接促进剂和交联剂，进而提高涂层的耐水性。硅烷偶联剂水解后形成三羟基的硅醇和羟基反应生成一层交联的致密网状疏水膜，该疏水膜表面与异氰酸树脂的异氰酸官能团能够起到良好的反应，从而使漆膜的耐水性、泡水光泽等大大提高。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种改善水性材料耐水性的固化剂，其特征在于，包括以下质量份数的各组分：
水性异氰酸酯固化剂50～60份；
硅烷偶联剂8～10份；
助溶剂30～35份。
2.如权利要求1所述的固化剂，其特征在于，
所述水性异氰酸酯固化剂的NCO含量为19.2～20.2％。
3.如权利要求1所述的固化剂，其特征在于，
所述水性异氰酸酯固化剂的单体含量≤0.25％。
4.如权利要求1所述的固化剂，其特征在于，
所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。
5.如权利要求1所述的固化剂，其特征在于，
所述助溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯。
6.一种改善水性材料耐水性的固化剂的制备方法，其特征在于，
将水性异氰酸酯固化剂、硅烷偶联剂、助溶剂依次混合后，在500-600r/min转速条件下，搅拌10-20min。
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