CN114410145B - 一种水性聚氨酯涂料施工延迟助剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水性聚氨酯涂料助剂领域，提供一种水性聚氨酯涂料施工延迟助剂及其制备方法。所述水性聚氨酯涂料施工延迟助剂包括水20％～60％；乳化剂1％～20％；络合剂3％～25％；pH缓冲液1％～50％；所述络合剂对金属离子有络合沉淀作用。与现有技术相比，本发明提供的水性聚氨酯涂料施工延迟助剂，施工适用期长，制备方便，环境友好性佳。

Description

一种水性聚氨酯涂料施工延迟助剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及水性聚氨酯涂料助剂领域，特别涉及一种水性聚氨酯涂料施工延迟助剂及其制备方法。
背景技术
水性聚氨酯涂料是一种环保水性涂料，在国家环保政策日益严格的趋势下，其在防腐装饰行业中的应用必然会越来越广泛。在施工适用期较短的水性聚氨酯施工中，加入固化剂后施工适用期一般为2～4小时，夏季一般为1～3小时，不能满足施工现场和作业车间的实际需求。且由于配置的涂料容易固化，多配容易导致浪费，少配容易浪费时间，因此需要对其施工适用期进行适当延长。
2016年7月27日公布的申请公布号为CN105801793A的中国专利“环状二醇改性水性多异氰酸酯固化剂及其制备方法与应用”公布了一种环状二醇改性水性多异氰酸酯固化剂及其制备方法与应用。该制备方法是：以质量百分数计，在氮气保护下，向反应釜中依次加入75％～90％的多异氰酸酯>0.01％～0.5％的抗氧化剂的环状二元醇及5％～21％的亲水聚醚，升温至40～80℃反应6h～8h,至体系NC0含量达理论值时，加入0.01％～0.5％的终止剂终止反应，即得产物，其除了固化作用外，还有延长施工适用期的效果。但其主要功能为固化功能，实际上是一种反应活性较低的慢干性固化剂，不属于助剂范围，当水性聚氨酯涂料因自身有适配性固化剂而仅需延长施工适用期时，其无法实现上述功能。
发明内容
为解决上述现有技术中的固化剂无法单独实现延长施工适用期功能的不足，本发明提供一种水性聚氨酯涂料施工延迟助剂，以重量百分比计，包括水20％～60％；乳化剂1％～20％；络合剂3％～25％；PH缓冲剂1％～50％，所述络合剂对金属离子有络合沉淀分散作用。
在一实施例中，所述水为去离子水或蒸馏水。
在一实施例中，所述pH缓冲液的pH值为2～10。
在一优选的实施例中，所述pH缓冲液包括弱酸和弱酸盐的组合，弱碱和弱碱盐的组合，强酸和弱碱的组合，弱酸和弱碱的组合或弱酸和强碱的组合中的一种或几种组合。
在一优选的实施例中，在上述技术方案的基础上，以重量百分比计，所述弱酸和所述弱酸盐的组合中，所述弱酸和所述弱酸盐的含量均大于0小于等于50％，所述弱碱和所述弱碱盐的组合中，所述弱碱和所述弱碱盐的含量均大于0小于等于50％，所述强酸和所述弱碱的组合中，所述强酸和所述弱碱的含量均大于0小于等于50％，所述强碱和所述弱酸的组合中，所述强碱和所述弱酸的含量均大于0小于等于50％，所述弱碱和所述弱酸的组合中，所述弱碱和所述弱酸的含量均大于0小于等于50％。
在一实施例中，以重量百分比计，所述pH缓冲液还包括助溶剂0～18％。
在一实施例中，所述络合剂包括EDTA、柠檬酸、磷酸、多聚磷酸、草酸、酒石酸、苹果酸、苯甲酸、对甲苯磺酸中的一种或多种。
在一实施例中，所述乳化剂包括阴离子乳化剂和/或非离子乳化剂。
在一实施例中，所述阴离子乳化剂和/或非离子乳化剂包括OP-10、AEO-9、巴斯夫PE6400、TX-10、聚乙二醇400中的一种或多种。
在一实施例中，所述碱包括有机胺、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、轻钙粉中的一种或多种。
在一实施例中，所述酸包括盐酸、草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、苯甲酸、对甲苯磺酸中的一种或多种。
在一实施例中，所述助溶剂包括二丙二甲醇醚(DPM)、二丙二醇丁醚(DPNB)、乙二醇乙醚醋酸酯(CAC)、丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)，非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂中的一种或多种。
在一实施例中，所述非离子表面活性剂包括聚乙二醇。
本发明还提供一种上述技术方案中所述的水性聚氨酯涂料施工延迟助剂的制备方法，具体步骤为，在容器中加入所述水，并开动搅拌；加入称量好的所述乳化剂；加入称量好的所述pH缓冲液；加入称量好的所述络合剂；搅拌到所述乳化剂、所述pH缓冲液和所述络合剂全部溶解在水中，过滤即成。
本发明还提供一种上述技术方案中所述的水性聚氨酯涂料施工延迟助剂的制备方法，具体步骤为，将上述原料称量准备好以后，按下列步骤制备：在容器中加入所述水，并开动搅拌；加入称量好的所述助溶剂(如无则不加入)；加入称量好的所述乳化剂；加入称量好的所述pH缓冲液；加入称量好的所述络合剂；搅拌到所述助溶剂(如无则不搅拌)、所述乳化剂、所述所述pH缓冲液和所述络合剂全部溶解在水中，过滤即成。
基于上述，与现有技术相比，本发明提供的水性聚氨酯涂料施工延迟助剂，施工适用期长，制备方便，环境友好性佳。现有技术中缺乏仅具备延长施工适用期这一功能的水性聚氨酯涂料助剂，当水性聚氨酯涂料在使用过程中仅需延长施工适用期时，现有技术中的助剂的使用受到限制。且由于在水性聚氨酯涂料中，水性树脂乳液和其固化剂对适用期有较大影响，现有技术中的涂料适用期偏短的，且由于原料的固有特性暂时还不能靠选用不同的原料来改变水性聚氨酯涂料施工适用期偏短的问题。在长期的配方实践中，发明人意外发现，色漆组分中的颜填料对水性聚氨酯涂料适用期影响很大，因此采用本发明提供的乳化剂和络合剂的水溶液封闭颜填料的活性可以控制适用期时间的长短。对原来适用期为2～4小时的漆料，使用本助剂效果较为明显。且发明人在长期的配方实践中意外发现，涂料本身的pH对水性聚氨酯涂料适用期影响很大，因此采用本发明中的由碱、酸乃至助溶剂组成的pH缓冲液来控制涂料本身的pH，进而可以控制适用期时间的长短。本发明延迟助剂具有广谱延迟效果，即对不同种类的上述适用期较短(一般为2～4小时，夏季一般为1～3小时)的水性聚氨酯涂料具有通用的延迟效果，因为如不同种类的适用期较短(一般为2～4小时，夏季一般为1～3小时)的所述水性聚氨酯涂料中的颜填料和pH采用本发明中的施工延迟剂控制后，即可实现施工延迟的效果。
本发明的其它特征和有益效果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。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书和权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。
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，下面将对本发明实施例中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；下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
在本发明的描述中，需要说明的是，本发明所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义，不能理解为对本发明的限制；应进一步理解，本发明所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本发明中明确如此定义之外。
所述水性聚氨酯涂料的适用期测试标准采用GB/T7123.1-2002,涂料粘度从初始粘度上升至原粘度的200％时涂料所放置的时间为适用期。
所述水性聚氨酯涂料的品牌为华梦园，型号为BZF-1，生产厂家为江苏华梦园科技有限公司。
实施例1
本实施例为示例性实施例
本实施例中所述水性聚氨酯涂料施工延迟助剂，由下列重量份的组分组成
将上述原料称量准备好以后，按下列步骤制备
A、在容器中加入水，并开动搅拌
B、加入称量好的助溶剂(如无则不加)
C、加入称量好的乳化剂
D、加入称量好的PH缓冲液(由酸和碱，或弱酸和弱酸盐，或弱碱和弱碱盐制备而成)
E、加入称量好的络合剂
F、搅拌到全部溶解，过滤即成。
使用方法：在施工时、或配制生产水性聚氨酯涂料时，加入为所述水性聚氨酯涂料重量的1～10％的所述水性聚氨酯涂料施工延迟助剂，可将水性聚氨酯涂料的适用期延长，加量越多，适用期越长。
实施例2
本实施例中所述水性聚氨酯涂料施工延迟助剂，由下列重量份的组分组成
按照实施例1中制备方法的具体步骤制成助剂后，加入水性聚氨酯涂料中，加入量分别为所述水性聚氨酯涂料重量的3％，5％时，适用期分别延长了1小时，2小时。
实施例3
本实施例中所述水性聚氨酯涂料施工延迟助剂，由下列重量份的组分组成
按照实施例1中制备方法的具体步骤制成助剂后，加入水性聚氨酯涂料中，加入量分别为所述水性聚氨酯涂料重量的3％，5％、10％时，适用期分别延长了2小时，4小时、12小时。
实施例4
本实施例中所述水性聚氨酯涂料施工延迟助剂，由下列重量份的组分组成
按照实施例1中制备方法的具体步骤制成助剂后，加入水性聚氨酯涂料中，加入量为所述水性聚氨酯涂料重量的2％，4％，7％时，适用期分别延长了1小时，3小时，7小时。
实施例5
本实施例中所述水性聚氨酯涂料施工延迟助剂，由下列重量份的组分组成
按照实施例1中制备方法的具体步骤制成助剂后，加入水性聚氨酯涂料中，加入量为所述水性聚氨酯涂料重量的1％，3％，5％，适用期分别延长了1小时，3小时，6小时。
实施例6
本实施例中所述水性聚氨酯涂料施工延迟助剂，由下列重量份的组分组成
按照实施例1中制备方法的具体步骤制成助剂后，加入水性聚氨酯涂料中，加入量为所述水性聚氨酯涂料重量的1％，3％，5％时，适用期分别延长了1小时，2小时，4小时。
实施例7
本实施例中所述水性聚氨酯涂料施工延迟助剂，由下列重量份的组分组成
按照实施例1中制备方法的具体步骤制成助剂后，加入水性聚氨酯涂料中，加入量为所述水性聚氨酯涂料重量的1％，3.5％，5％时，适用期分别延长了1小时，2小时，5小时。
上述制备方法，实施例中采用的原料的牌号和其他所述技术指标可以按照现有技术内自行选择，如本发明规定了技术指标则在本发明规定的范围内选择，不影响本发明技术效果。
上述方案中，实施例2～7中的延迟剂会导致水性聚氨酯涂料的施工适用期延长，而对比例不会导致上述技术效果，实施例7无助溶剂时，其仍有较好的延迟效果。所述实施例的pH缓冲液的pH均在2～10之间。
综上所述，与现有技术相比，本发明提供的水性聚氨酯涂料施工延迟助剂，施工适用期长，制备方便，环境友好性佳。现有技术中缺乏仅具备延长施工适用期这一功能的水性聚氨酯涂料助剂，当水性聚氨酯涂料在使用过程中仅需延长施工适用期时，现有技术中的助剂的使用受到限制。且由于在水性聚氨酯涂料中，水性树脂乳液和其固化剂对适用期有较大影响，现有技术中的涂料适用期偏短的，且由于原料的固有特性暂时还不能靠选用不同的原料来改变水性聚氨酯涂料施工适用期偏短的问题。对原来适用期为2-4小时的漆料，使用本助剂效果较为明显。在长期的配方实践中，发明人意外发现，色漆组分中的颜填料对水性聚氨酯涂料适用期影响很大，因此采用本发明提供的乳化剂和络合剂的水溶液封闭颜填料的活性可以控制适用期时间的长短。且发明人在长期的配方实践中意外发现，涂料本身的pH对水性聚氨酯涂料适用期影响很大，因此采用本发明中的由碱、酸乃至助溶剂组成的pH缓冲液来控制涂料本身的pH，进而可以控制适用期时间的长短。本发明延迟助剂具有广谱延迟效果，即对不同种类的上述适用期较短(一般为2～4小时，夏季一般为1～3小时)的水性聚氨酯涂料具有通用的延迟效果，因为如不同种类的适用期较短(一般为2～4小时，夏季一般为1～3小时)的所述水性聚氨酯涂料中的颜填料和pH采用本发明中的施工延迟剂控制后，即可实现施工延迟的效果。
另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本发明的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。
尽管本文中较多的使用了诸如水、乳化剂、络合剂、弱碱、酸、助溶剂、非离子表面活性剂、阴离子类表面活性剂等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的；本发明实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种水性聚氨酯涂料施工延迟助剂的用途，特征在于：所述水性聚氨酯涂料施工延迟助剂用于延长水性聚氨酯涂料施工适用期，所述水性聚氨酯涂料施工延迟助剂以重量百分比计，包括
水20%～60%；
乳化剂1%～20%；
络合剂3%～25%；
pH缓冲液1%～50%
所述络合剂对金属离子有络合沉淀分散作用；
所述pH缓冲液的pH值为2～10，且所述pH缓冲液包括弱酸和弱酸盐的组合，弱碱和弱碱盐的组合，强酸和弱碱的组合，弱酸和弱碱的组合或弱酸和强碱的组合中的一种或几种组合；在上述基础上，以重量百分比计，所述弱酸和所述弱酸盐的组合中，所述弱酸和所述弱酸盐的含量均大于0小于等于50%，所述弱碱和所述弱碱盐的组合中，所述弱碱和所述弱碱盐的含量均大于0小于等于50%，所述强酸和所述弱碱的组合中，所述强酸和所述弱碱的含量均大于0小于等于50%，所述强碱和所述弱酸的组合中，所述强碱和所述弱酸的含量均大于0小于等于50%，所述弱碱和所述弱酸的组合中，所述弱碱和所述弱酸的含量均大于0小于等于50%；
所述乳化剂包括阴离子乳化剂和/或非离子乳化剂，所述阴离子乳化剂和/或非离子乳化剂包括OP-10、AEO-9、巴斯夫PE6400、TX-10、聚乙二醇400中的一种或多种；
所述络合剂包括EDTA、柠檬酸、磷酸、多聚磷酸、草酸、酒石酸、苹果酸、苯甲酸、对甲苯磺酸中的一种或多种；
所述水性聚氨酯涂料施工延迟助剂的添加量为水性聚氨酯涂料重量的1～10%。
2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯涂料施工延迟助剂的用途，其特征在于：以重量百分比计，所述pH缓冲液还包括助溶剂0～18%。
3.根据权利要求1所述的水性聚氨酯涂料施工延迟助剂的用途，其特征在于：所述碱包括有机胺、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、轻钙粉中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的水性聚氨酯涂料施工延迟助剂的用途，其特征在于：所述酸包括盐酸、草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、苯甲酸、对甲苯磺酸中的一种或多种。
5.根据权利要求2所述的水性聚氨酯涂料施工延迟助剂的用途，其特征在于：所述助溶剂包括二丙二甲醇醚、二丙二醇丁醚、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的水性聚氨酯涂料施工延迟助剂的用途，其特征在于：所述水性聚氨酯涂料施工延迟助剂的制备方法为：将上述原料称量准备好以后，按下列步骤制备：
在容器中加入所述水，并开动搅拌；加入称量好的所述乳化剂；加入称量好的所述pH缓冲液；加入称量好的所述络合剂；搅拌到所述乳化剂、所述pH缓冲液和所述络合剂全部溶解在水中，过滤即成。
7.根据权利要求2所述的水性聚氨酯涂料施工延迟助剂的用途，其特征在于：所述水性聚氨酯涂料施工延迟助剂的制备方法为：将上述原料称量准备好以后，按下列步骤制备：
在容器中加入所述水，并开动搅拌；加入称量好的所述助溶剂；加入称量好的所述乳化剂；加入称量好的所述pH缓冲液；加入称量好的所述络合剂；搅拌到所述助溶剂、所述乳化剂、所述pH缓冲液和所述络合剂全部溶解在水中，过滤即成。
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