CN114106677A - 一种羟丙基二淀粉磷酸酯改性聚氨酯树脂水性功能涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种羟丙基二淀粉磷酸酯改性聚氨酯树脂水性功能涂料，按重量份计，其组成为：羟丙基二淀粉磷酸酯改性水性聚氨酯树脂100.0～180.0份、乙二醇5.0～9.0份、硅烷偶联剂4.0～8.0份、成膜助剂5.0～10.0份、流平剂0.3～0.8份、分散剂0.3～1.2份、消泡剂0.3～0.8份、颜填料5.0～40.0份、羧基纤维素钠0.2～0.7份、润湿剂0.6～1.0份、三乙胺0.5～1.2份、去离子水15.0～45.0份；本发明制得的一种羟丙基二淀粉磷酸酯改性聚氨酯树脂水性功能涂料，环境友好，其具有良好的防腐蚀性、交联密度高、干燥时间短、储存性能好以及良好的抗流挂等性能，可用于木器、钢构等基材。
Description
技术领域
本发明涉及一种改性聚氨酯树脂水性涂料，尤其涉及一种羟丙基二淀粉磷酸酯改性聚氨酯树脂水性功能涂料，属于水性功能涂料技术领域。
背景技术
随着研究人员对传统水性聚氨酯涂料的研究不断深入，随着传统水性聚氨酯涂料优缺点的显现，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。
中国专利CN106752503A公开了一种抗裂耐沾污乳胶漆及其制备方法，制成该抗裂耐沾污乳胶漆的原料包括以下重量份数的各成分：丙烯酸树脂30-50份、水性聚氨酯40-60份、阿拉伯树胶粉3-5份、羟丙基二淀粉磷酸酯1-2份、乙二醇乙醚1-2份、丝瓜藤8-14份、贝壳10-20份、硅溶胶3-5份、硅酸铝纤维6-8份、聚丙烯短纤维6-10份、芳纶浆粕6-10份、重质碳酸钙10-20份、月桂醇聚氧乙烯醚0.8-1.2份、十二烷基硫酸钠0.6-0.8份、大豆蛋白胶1-2份、消泡剂1-2份、十二碳醇酯3-5份；上述发明中的羟丙基二淀粉磷酸酯与水性聚氨酯采用物理混合，性能难以持久，贮存稳定性差。
目前功能性涂料的需求大量增加，因此开发一种性能持久的水性功能涂料极为重要。
发明内容
本发明采用具有良好抗流挂性、防腐性以及干燥时间短的羟丙基二淀粉磷酸酯改性水性聚氨酯树脂为成膜物质，羟丙基二淀粉磷酸酯改性水性聚氨酯树脂中羟丙基二淀粉磷酸酯能与聚氨酯树脂通过化学键相连，性能稳定持久。
本发明的目的提供一种羟丙基二淀粉磷酸酯改性聚氨酯树脂水性功能涂料。
为了解决上面所述的技术问题，本发明采取以下技术方案：本发明涉及一种羟丙基二淀粉磷酸酯改性聚氨酯树脂水性功能涂料，按重量份计，其组成为：羟丙基二淀粉磷酸酯改性水性聚氨酯树脂100.0～180.0份、乙二醇5.0～9.0份、硅烷偶联剂4.0～8.0份、成膜助剂5.0～10.0份、流平剂0.3～0.8份、分散剂0.3～1.2份、消泡剂0.3～0.8份、颜填料5.0～40.0份、羧基纤维素钠0.2～0.7份、润湿剂0.6～1.0份、三乙胺0.5～1.2份、去离子水15.0～45.0份。
所述的颜填料为云母粉、滑石粉、二氧化硅型透明粉、高岭土、碳酸钙、膨润土、钛白粉、水性色浆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。
所述的一种羟丙基二淀粉磷酸酯改性水性聚氨酯树脂，按重量份计，其组成为：二异氰酸酯35.0～60.0份、多元醇5.0～12.0份、聚四氢呋喃醚二醇25.0～55.0份、二羟甲基丙酸3.0～7.0份、二月桂酸二丁基锡0.01～0.1份、乙二胺2.5～5.0份、羟丙基二淀粉磷酸酯2.5～4.0份、蒸馏水0.1～0.2份、聚乙烯醇1.5～3.5份、丙酮20.0～40.0份、中和剂3.0～12.0份、去离子水120.0～260.0份。
所述的多元醇为1,4-丁二醇、新戊二醇、丙二醇、1,4-环己二醇、一缩二丙二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、三羟甲基丙烷中的一种或几种组合。
所述的聚四氢呋喃醚二醇的分子量为800～3000。
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。
所述的二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中的一种或几种的组合。
所述的一种羟丙基二淀粉磷酸酯改性水性聚氨酯树脂，其制备方法，包括以下步骤：
a、在多功能反应釜中，按配方的重量份依次加入多元醇、聚四氢呋喃醚二醇，加热升温至120～125℃之间真空脱水1.5h，降温，加入二羟甲基丙酸、羟丙基二淀粉磷酸酯与蒸馏水搅拌均匀；
b、然后滴加二异氰酸酯，在滴加完成前无需加热，滴加完毕后，控制温度在80℃～82℃搅拌反应，视体系粘度补加丙酮，测定NCO值，当测定的值与理论设计值接近时为止；
c、降温，搅拌条件下缓慢滴加中和剂，加入计算量的去离子水与聚乙烯醇，继续搅拌分散，在搅拌条件下加入乙二胺，脱丙酮，过滤，即制得羟丙基二淀粉磷酸酯改性水性聚氨酯树脂。
本发明所述的羟丙基二淀粉磷酸酯改性水性聚氨酯树脂，基于申请的发明专利“一种羟丙基二淀粉磷酸酯改性水性聚氨酯树脂及其制备方法”，并作了详细描述。
本发明制得的一种羟丙基二淀粉磷酸酯改性聚氨酯树脂水性功能涂料，环境友好，其具有良好的耐水性、防腐蚀性、交联密度高、干燥时间短、储存性能好以及良好的抗流挂等性能，可用于木器、钢构等基材。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的一种羟丙基二淀粉磷酸酯改性聚氨酯树脂水性功能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
本实施例一种羟丙基二淀粉磷酸酯改性水性聚氨酯树脂A，按重量份计，其组成为：甲苯二异氰酸酯40.0份、1,4-环己二醇7.5份、聚四氢呋喃醚二醇35.0份、二羟甲基丙酸4.0份、二月桂酸二丁基锡0.05份、乙二胺3.0份、羟丙基二淀粉磷酸酯4.0份、蒸馏水0.1份、聚乙烯醇2.5份、丙酮35.0份、三乙胺3.8份、去离子水180.0份。
本实施例所述的一种羟丙基二淀粉磷酸酯改性水性聚氨酯树脂A的制备方法，包括以下步骤：
a、在多功能反应釜中，按配方的重量份依次加入1,4-环己二醇、聚四氢呋喃醚二醇，加热升温至120～125℃之间真空脱水1.5h，降温，加入二羟甲基丙酸、羟丙基二淀粉磷酸酯与蒸馏水搅拌均匀；
b、然后滴加甲苯二异氰酸酯，在滴加完成前无需加热，滴加完毕后，控制温度在80℃～82℃搅拌反应，视体系粘度补加丙酮，测定NCO值，当测定的值与理论设计值接近时为止；
c、降温，搅拌条件下缓慢滴加三乙胺，加入计算量的去离子水与聚乙烯醇，继续搅拌分散，在搅拌条件下加入乙二胺，脱丙酮，过滤，即制得羟丙基二淀粉磷酸酯改性水性聚氨酯树脂A。
实施例2
本实施例一种羟丙基二淀粉磷酸酯改性水性聚氨酯树脂B，按重量份计，其组成为：异佛尔酮二异氰酸酯55.0份、1,4-丁二醇5.0份、三羟甲基丙烷1.5份、聚四氢呋喃醚二醇45.0份、二羟甲基丙酸4.8份、二月桂酸二丁基锡0.07份、乙二胺3.0份、羟丙基二淀粉磷酸酯3.0份、蒸馏水0.1份、聚乙烯醇2.0份、丙酮30.0份、氨4.0份、去离子水230.0份。
本实施例所述的一种羟丙基二淀粉磷酸酯改性水性聚氨酯树脂B的制备方法，包括以下步骤：
a、在多功能反应釜中，按配方的重量份依次加入1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷、聚四氢呋喃醚二醇，加热升温至120～125℃之间真空脱水1.5h，降温，加入二羟甲基丙酸、羟丙基二淀粉磷酸酯与蒸馏水搅拌均匀；
b、然后滴加异佛尔酮二异氰酸酯，在滴加完成前无需加热，滴加完毕后，控制温度在80℃～82℃搅拌反应，视体系粘度补加丙酮，测定NCO值，当测定的值与理论设计值接近时为止；
c、降温，搅拌条件下缓慢滴加氨水，加入计算量的去离子水与聚乙烯醇，继续搅拌分散，在搅拌条件下加入乙二胺，脱丙酮，过滤，即制得羟丙基二淀粉磷酸酯改性水性聚氨酯树脂B。
对比例1
本实施例一种常规改性水性聚氨酯树脂C，按重量份计，其组成为：甲苯二异氰酸酯45.0份、1,4-丁二醇7.0份、聚四氢呋喃醚二醇46.0份、二羟甲基丙4.0份、二月桂酸二丁基锡0.05份、乙二胺3.0份、蒸馏水0.1份、聚乙烯醇2.5份、丙酮25.0份、三乙胺4.2份、去离子水200.0份。
本实施例所述的一种常规改性水性聚氨酯树脂C的制备方法，包括以下步骤：
a、在多功能反应釜中，按配方的重量份依次加入1,4-丁二醇、聚四氢呋喃醚二醇，加热升温至120～125℃之间真空脱水1.5h，降温，加入二羟甲基丙酸、羟丙基二淀粉磷酸酯与蒸馏水搅拌均匀；
b、然后滴加甲苯二异氰酸酯，在滴加完成前无需加热，滴加完毕后，控制温度在80℃～82℃搅拌反应，视体系粘度补加丙酮，测定NCO值，当测定的值与理论设计值接近时为止；
c、降温，搅拌条件下缓慢滴加三乙胺，加入计算量的去离子水与聚乙烯醇，继续搅拌分散，在搅拌条件下加入乙二胺，脱丙酮，过滤，即制得常规改性水性聚氨酯树脂C。
实施例3
一种羟丙基二淀粉磷酸酯改性聚氨酯树脂水性功能涂料，按重量份计，其组成为：羟丙基二淀粉磷酸酯改性水性聚氨酯树脂A160.0份、乙二醇8.0份、硅烷偶联剂5.0份、醇酯十二9.0份、流平剂0.5份、分散剂0.8份、消泡剂0.5份、钛白粉25.0份、羧基纤维素钠0.3份、润湿剂0.8份、三乙胺0.7份、去离子水30.0份。
实施例4
一种羟丙基二淀粉磷酸酯改性聚氨酯树脂水性功能涂料，按重量份计，其组成为：羟丙基二淀粉磷酸酯改性水性聚氨酯树脂B150.0份、乙二醇7.5份、硅烷偶联剂4.0份、丙二醇丁醚4.0份、丙二醇甲醚醋酸酯4.0份、流平剂0.5份、分散剂0.9份、消泡剂0.5份、云母粉20.0份、滑石粉15.0份、羧基纤维素钠0.4份、润湿剂0.8份、三乙胺0.8份、去离子水40.0份。
对比例2
一种常规改性聚氨酯树脂水性功能涂料，按重量份计，其组成为：常规改性水性聚氨酯树脂C140.0份、乙二醇6.0份、硅烷偶联剂4.0份、醇酯十二6.5份、流平剂0.5份、分散剂0.5份、消泡剂0.3份、二氧化硅型透明粉15.0份、高岭土5.0份、羧基纤维素钠0.3份、润湿剂0.6份、三乙胺0.7份、去离子水20.0份。
按照相关标准，对本发明的实施例3、4与对比例2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的规定进行测试；
硬度：按照GB/T6739-2006的规定进行检测；
抗流挂性：按照GB/T9264-2012的规定进行检测；
干燥时间：按照GB/1728-1979(1989)的规定进行检测；
柔韧性：按照GB/T1731-1993的规定进行检测；
丝状腐蚀：按照丝状腐蚀(GB/T13452.4-92)的规定进行检测。
表1：涂层的性能技术指标
| 检测项目 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例2 |
| 附着力 | 0级 | 0级 | 1级 |
| 柔韧性 | 1 | 1 | 1.5 |
| 铅笔硬度 | H | H | HB |
| 抗流挂性 | 良好 | 良好 | 一般 |
| 丝状腐蚀 | 轻微 | 轻微 | 一般 |
| 干燥时间(表干) | ≥2h | ≥2h | ≥4h |
| 干燥时间(实干) | ≥16h | ≥16h | ≥20h |
由表2可以看出本发明的实施例3、实施例4的附着力、抗流挂性、柔韧性、丝状腐蚀以及干燥时间要明显好于对比例2(常规改性水性聚氨酯树脂涂料)的附着力、抗流挂性、柔韧性、丝状腐蚀以及干燥时间，这表明本发明的羟丙基二淀粉磷酸酯改性聚氨酯树脂水性功能涂料的附着力、抗流挂性、柔韧性、丝状腐蚀以及干燥时间要好于常规改性水性聚氨酯树脂涂料。
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 (3)
1.一种羟丙基二淀粉磷酸酯改性聚氨酯树脂水性功能涂料，其特征在于：所述的羟丙基二淀粉磷酸酯改性聚氨酯树脂水性功能涂料，按重量份计，其组成为：羟丙基二淀粉磷酸酯改性水性聚氨酯树脂100.0～180.0份、乙二醇5.0～9.0份、硅烷偶联剂4.0～8.0份、成膜助剂5.0～10.0份、流平剂0.3～0.8份、分散剂0.3～1.2份、消泡剂0.3～0.8份、颜填料5.0～40.0份、羧基纤维素钠0.2～0.7份、润湿剂0.6～1.0份、三乙胺0.5～1.2份、去离子水15.0～45.0份；
其中，所述的一种羟丙基二淀粉磷酸酯改性水性聚氨酯树脂，按重量份计，其组成为：二异氰酸酯35.0～60.0份、多元醇5.0～12.0份、聚四氢呋喃醚二醇25.0～55.0份、二羟甲基丙酸3.0～7.0份、二月桂酸二丁基锡0.01～0.1份、乙二胺2.5～5.0份、羟丙基二淀粉磷酸酯2.5～4.0份、蒸馏水0.1～0.2份、聚乙烯醇1.5～3.5份、丙酮20.0～40.0份、中和剂3.0～12.0份、去离子水120.0～260.0份；所述的一种羟丙基二淀粉磷酸酯改性水性聚氨酯树脂，其制备方法，包括以下步骤：
a、在多功能反应釜中，按配方的重量份依次加入多元醇、聚四氢呋喃醚二醇，加热升温至120～125℃之间真空脱水1.5h，降温，加入二羟甲基丙酸、羟丙基二淀粉磷酸酯与蒸馏水搅拌均匀；
b、然后滴加二异氰酸酯，在滴加完成前无需加热，滴加完毕后，控制温度在80℃～82℃搅拌反应，视体系粘度补加丙酮，测定NCO值，当测定的值与理论设计值接近时为止；
c、降温，搅拌条件下缓慢滴加中和剂，加入计算量的去离子水与聚乙烯醇，继续搅拌分散，在搅拌条件下加入乙二胺，脱丙酮，过滤，即制得羟丙基二淀粉磷酸酯改性水性聚氨酯树脂。
2.如权利要求1所述的一种羟丙基二淀粉磷酸酯改性聚氨酯树脂水性功能涂料，其特征在于：所述的颜填料为云母粉、滑石粉、二氧化硅型透明粉、高岭土、碳酸钙、膨润土、钛白粉、水性色浆中的一种或几种的组合。
3.如权利要求1所述的一种羟丙基二淀粉磷酸酯改性聚氨酯树脂水性功能涂料，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。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20220301 |