CN115160911A - 一种聚氨酯面漆组合物及其制备方法 - Google Patents

一种聚氨酯面漆组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及聚氨酯面漆生产领域，尤其是涉及一种聚氨酯面漆组合物及其制备方法，一种聚氨酯面漆组合物，包括以下重量份的原料：二异氰酸酯10‑30份、聚醚二元醇20‑40份、改性氨基聚硅氧烷0.1‑8份、混合助剂0.2‑2份和催化剂0.1‑0.7份，改性氨基聚硅氧烷的分子链柔顺性较强，加入聚氨酯面漆组合物可提高聚氨酯面漆的柔软度，氨基与聚氨酯交联可提高聚氨酯面漆组合物的硬度，二者结合可提高聚氨酯面漆组合物的柔韧性，从而提高聚氨酯面漆组合物的回弹性，本申请具有聚氨酯面漆形变时不易出现裂纹的效果。

Description

一种聚氨酯面漆组合物及其制备方法
技术领域
本申请涉及聚氨酯面漆生产领域，尤其是涉及一种聚氨酯面漆组合物及其制备方法。
背景技术
玩具行业迅猛发展，种类不断增多，其中，发泡聚氨酯玩具可以通过不同形状的模具制成各种形状，以满足消费者对独特造型的要求，且发泡聚氨酯玩具具有质软，安全等特点，可以安全地为孩子的娱乐生活增添乐趣。
目前会在发泡聚氨酯玩具表面增加一层聚氨酯面漆，以增加聚氨酯玩具不同颜色等目的，由于发泡聚氨酯玩具较软，在外力作用下易变形，聚氨酯面漆也随着外力的作用而变形，但由于聚氨酯面漆的弹性不足，发泡聚氨酯玩具经过多次变形后，聚氨酯面漆易出现裂纹等问题，导致降低发泡聚氨酯玩具的产品质量，缩短发泡聚氨酯玩具的使用寿命等问题。
发明内容
为了解决聚氨酯面漆易出现裂纹的问题，本申请的目的是提供一种聚氨酯面漆组合物及其制备方法。
本申请提供的一种聚氨酯面漆组合物及其制备方法采用如下的技术方案：
一种聚氨酯面漆组合物，包括以下重量份的原料：二异氰酸酯10-30份、聚醚二元醇20-40 份、含氨基基团的交联扩链剂0.1-8份、混合助剂0.2-2份和催化剂0-0.7份。
二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和赖氨酸二异氰酸酯中的一种或多种组成；聚醚二元醇选自聚醚二元醇N-210、聚醚二元醇N-220、聚醚二元醇N-240中的一种或多种组成。
可选的，所述含氨基基团的交联扩链剂的重量份为0.19-6.98份。
可选的，所述含氨基基团的交联扩链剂的重量份为0.38-4.11份可选的，所述含氨基基团的交联扩链剂选自改性氨基聚硅氧烷，所述改性氨基聚硅氧烷的结构如式(1)所示：
Figure BDA0003801579670000021
所述R1选自C1-C4的烷基或取代烷基、羟基或乙烯基，所述R2为氨基取代C1-C6的烷基，所述R3选自C1-C8烷基或取代烷基、C2-C8不饱和烷基或不饱和取代烷基，20≤a≤1000，2＜b≤5，0≤c≤200。
通过采用上述技术方案，由于改性氨基聚硅氧烷的分子链较软，提高聚氨酯面漆组合物硬度的同时可提高聚氨酯面漆组合物的柔韧度，从而可提高聚氨酯面漆组合物的弹性，聚氨酯面漆形变时不易出现裂纹。
当b≤2时，氨基与聚氨酯的交联度较低，聚氨酯面漆组合物的分子链过软，聚氨酯面漆组合物形变后不易恢复原状，聚氨酯面漆组合物的弹性下降，当b>5时，氨基与聚氨酯的交联度较高，聚氨酯面漆组合物的硬度较高，聚氨酯面漆组合物不易发生形变，聚氨酯面漆组合物的弹性下降。
可选的，所述R2选自3-氨基丙基、N-氨乙基-3氨丙基或4-氨基丁基中的一种或多种，所述R3选自甲基、苯基、3,3,3-三氟丙基、丙基、丁基、乙基或3-氯丙基中的至少一种，2＜c≤50。
可选的，所述混合助剂选自抗氧剂、流平剂、消泡剂、分散剂和耐黄变剂中任意一种或多种组成。
可选的，所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡和马来酸二丁基锡中一种或多种组成。
可选的，还包括色粉3-20份、填料3-30份和溶剂3-20份。
可选的，所述填料选自碳酸钙、重晶石粉、滑石粉、高岭土、石英粉、白碳黑、云母粉和膨润土其中一种或多种组成；所述溶剂选自甲苯、二甲苯、丁酮、丙酮和环己酮的其中一种或多种组成。
一种聚氨酯面漆组合物的制备方法，按照重量份比例，分别添加各原料并混合，获得所述聚氨酯面漆组合物。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.改性氨基聚硅氧烷的分子链柔顺性较强，加入聚氨酯面漆组合物可提高聚氨酯面漆的柔软度，氨基与聚氨酯交联可提高聚氨酯面漆组合物的硬度，二者结合可提高聚氨酯面漆组合物的柔韧性，从而提高聚氨酯面漆组合物的回弹性，聚氨酯面漆形变时不易出现裂纹。
2.当b≤2时，氨基与聚氨酯的交联度较低，聚氨酯面漆组合物的分子链过软，聚氨酯面漆组合物形变后不易恢复原状，聚氨酯面漆组合物的回弹性下降，当b>5时，氨基与聚氨酯的交联度较高，聚氨酯面漆组合物的硬度较高，聚氨酯面漆组合物的回弹性下降。
具体实施方式
本申请公开一种聚氨酯面漆组合物及其制备方法，现有待处理的发泡聚氨酯玩具或其它物体，在发泡聚氨酯玩具或其它物体的表面上涂布上述聚氨酯面漆组合物，形成较高弹性的聚氨酯面漆，当外力作用于发泡聚氨酯玩具或其它物体时，由于聚氨酯面漆具有较高的弹性，聚氨酯面漆可随着发泡聚氨酯玩具或其它物体的变形而变形且不易破裂损坏，具体详见以下实施例说明。
实施例1：
一种聚氨酯面漆组合物，由以下制备原料组成：甲苯二异氰酸酯30份、聚醚二元醇N-210 40份、改性氨基聚硅氧烷0.45份、抗氧化剂0.4份、流平剂0.4份、消泡剂0.4份、分散剂 0.4份、耐黄变剂0.4份、二月桂酸二丁基锡0.5份、碳酸钙7份、丁酮8份和色粉3份。
在本实施例中，改性氨基聚硅氧烷的结构如式(1)所示：
Figure BDA0003801579670000031
R1选自甲基，R2选自3-氨基丙基，R3选自甲基，a＝500.21，b＝4.86，c＝50.44。
将上述各原料依次加入反应釜，搅拌均匀，获得聚氨酯面漆组合物。
实施例2：
本实施例与实施例1不同的是，一种聚氨酯面漆组合物的制备原料包括改性氨基聚硅氧烷 0.73份。
其余部分与实施例1相同。
实施例3：
本实施例与实施例1不同的是，一种聚氨酯面漆组合物的制备原料包括改性氨基聚硅氧烷 0.91份。
其余部分与实施例1相同。
实施例4：
本实施例与实施例1不同的是，一种聚氨酯面漆组合物的制备原料包括改性氨基聚硅氧烷 1.85份。
其余部分与实施例1相同。
实施例5：
本实施例与实施例1不同的是，一种聚氨酯面漆组合物的制备原料包括改性氨基聚硅氧烷 2.80份。
其余部分与实施例1相同。
实施例6：
本实施例与实施例1不同的是，一种聚氨酯面漆组合物的制备原料包括改性氨基聚硅氧烷 3.77份。
其余部分与实施例1相同。
实施例7：
本实施例与实施例1不同的是，一种聚氨酯面漆组合物的制备原料包括改性氨基聚硅氧烷 4.76份。
其余部分与实施例1相同。
实施例8：
本实施例与实施例4不同的是，在改性氨基聚硅氧烷的结构中，R1选自甲基，R2选自3-氨基丙基，R3选自甲基，a＝500.21，b＝1.77，c＝50.44。
其余部分与实施例4相同。
实施例9：
本实施例与实施例4不同的是，在改性氨基聚硅氧烷的结构中，R1选自甲基，R2选自3-氨基丙基，R3选自甲基，a＝500.21，b＝1.85，c＝50.44。
其余部分与实施例4相同。
实施例10：
本实施例与实施例4不同的是，在改性氨基聚硅氧烷的结构中，R1选自甲基，R2选自3-氨基丙基，R3选自甲基，a＝500.21，b＝1.98，c＝50.44。
其余部分与实施例4相同。
实施例11：
本实施例与实施例4不同的是，在改性氨基聚硅氧烷的结构中，R1选自甲基，R2选自3-氨基丙基，R3选自甲基，a＝500.21，b＝5.08，c＝50.44。
其余部分与实施例4相同。
实施例12：
本实施例与实施例4不同的是，在改性氨基聚硅氧烷的结构中，R1选自甲基，R2选自3-氨基丙基，R3选自甲基，a＝500.21，b＝5.12，c＝50.44。
其余部分与实施例4相同。
实施例13：
本实施例与实施例4不同的是，在改性氨基聚硅氧烷的结构中，R1选自甲基，R2选自3-氨基丙基，R3选自甲基，a＝500.21，b＝5.19，c＝50.44。
其余部分与实施例4相同。
对比例1：
本对比例与实施例4不同的是，在改性聚硅氧烷的结构中，R1选自甲基，R2选自甲基，R3选自甲基，a＝500.21，b＝4.86，c＝50.44。
其余部分与实施例4相同。
对比例2：
本对比例与实施例4不同的是，在改性聚硅氧烷的结构中，R1选自甲基，R2选自2-甲基丙烯酸甲酯，R3选自甲基，a＝500.21，b＝4.86，c＝50.44。
其余部分与实施例4相同。
对比例3：
本对比例与实施例4不同的是，一种聚氨酯面漆组合物，由以下制备原料组成：甲苯二异氰酸酯30份、聚醚二元醇40份、抗氧化剂0.4份、流平剂0.4份、消泡剂0.4份、分散剂0.4 份、耐黄变剂0.4份、二月桂酸二丁基锡0.5份、碳酸钙7份、丁酮8份和色粉3份。
其余部分与实施例4相同。
对比例4：
本对比例与实施例4不同的是，一种聚氨酯面漆组合物，由以下制备原料组成：甲苯二异氰酸酯30份、聚醚二元醇40份、羟乙基乙二胺1.85份、抗氧化剂0.4份、流平剂0.4份、消泡剂0.4份、分散剂0.4份、耐黄变剂0.4份、二月桂酸二丁基锡0.5份、碳酸钙7份、丁酮 8份和色粉3份。
其余部分与实施例4相同。
先将实施例1-13和对比例1-2制成的聚氨酯面漆组合物分别均匀涂刷于不粘板上，常温静置20h，不粘板上的聚氨酯面漆组合物形成聚氨酯面漆后，按照国标GB/T 1681-2009 的标准检测聚氨酯面漆的回弹性，单位为％；按照国标GB/T 6031-2017的标准检测聚氨酯面漆的硬度，单位为IRHD。结果见表1。
表1：聚氨酯面漆的回弹性和硬度
实施例/对比例 回弹性 硬度
实施例1 53 62
实施例2 56 62
实施例3 58 63
实施例4 61 65
实施例5 56 64
实施例6 52 62
实施例7 45 63
实施例8 46 58
实施例9 49 59
实施例10 52 61
实施例11 55 69
实施例12 48 74
实施例13 44 76
对比例1 39 49
对比例2 36 68
对比例3 29 60
对比例4 28 64
根据表1的实施例1-7可知，改性氨基聚硅氧烷的重量份逐渐增大，回弹性先提高后下降。
改性氨基聚硅氧烷的分子链柔顺形较强，加入聚氨酯面漆组合物可提高聚氨酯面漆的柔韧度，从而提高聚氨酯面漆的回弹性，加入过多改性氨基聚硅氧烷时，聚氨酯与改性氨基聚硅氧烷中的氨基反应，聚氨酯面漆组合物的刚性链段含量增加，硬度增加，分子链柔韧性随之下降，聚氨酯面漆的回弹性降低。
根据表1的实施例4、实施例8-13，当b≤2时，氨基与聚氨酯的交联度较低，聚氨酯面漆组合物的分子链过软，聚氨酯面漆组合物形变后不易恢复原状，聚氨酯面漆组合物的弹性下降，当b>5时，氨基与聚氨酯的交联度较高，聚氨酯面漆组合物的硬度较高，聚氨酯面漆组合物的回弹性下降。
根据表1的实施例4、对比例3和对比例4可知，氨基在改性聚硅氧烷的分子链上才可提高聚氨酯面漆的回弹性。
根据表1的实施例4和对比例1-4可知，改性氨基聚硅氧烷的分子链柔顺性较强，加入聚氨酯面漆组合物可提高聚氨酯面漆的柔软度，氨基与聚氨酯交联可提高聚氨酯面漆组合物的硬度，二者结合能更大地提高聚氨酯面漆组合物的柔韧性，从而提高聚氨酯面漆组合物的回弹性，聚氨酯面漆形变时不易出现裂纹。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚氨酯面漆组合物，其特征在于，包括以下重量份的原料：二异氰酸酯10-30份、聚醚二元醇20-40份、含氨基基团的交联扩链剂0.1-8份、混合助剂0.2-2份和催化剂0-0.7份。
2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯面漆组合物，其特征在于，所述含氨基基团的交联扩链剂的重量份为0.19-6.98份。
3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯面漆组合物，其特征在于，所述含氨基基团的交联扩链剂的重量份为0.38-4.11份。
4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯面漆组合物，其特征在于，所述含氨基基团的交联扩链剂选自改性氨基聚硅氧烷，所述改性氨基聚硅氧烷的结构如式(1)所示：
Figure FDA0003801579660000011
所述R1选自C1-C4的烷基或取代烷基、羟基或乙烯基，所述R2选自氨基取代C1-C6的烷基，所述R3选自C1-C8烷基或取代烷基、C2-C8不饱和烷基或不饱和取代烷基，20≤a≤1000，2＜b≤5，0≤c≤200。
5.根据权利要求4所述的一种聚氨酯面漆组合物，其特征在于，所述R2选自3-氨基丙基、N-氨乙基-3氨丙基或4-氨基丁基中的一种或多种，所述R3选自甲基、苯基、3,3,3-三氟丙基、丙基、丁基、乙基或3-氯丙基中的至少一种，2＜c≤50。
6.根据权利要求1所述的一种聚氨酯面漆组合物，其特征在于，所述混合助剂选自抗氧剂、流平剂、消泡剂、分散剂和耐黄变剂中任意一种或多种组成。
7.根据权利要求1所述的一种聚氨酯面漆组合物，其特征在于，所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡和马来酸二丁基锡中一种或多种组成。
8.根据权利要求1所述的一种聚氨酯面漆组合物，其特征在于，还包括色粉3-20份、填料3-30份和溶剂3-20份。
9.根据权利要求8所述的一种聚氨酯面漆组合物，其特征在于，所述填料选自碳酸钙、重晶石粉、滑石粉、高岭土、石英粉、白碳黑、云母粉和膨润土其中一种或多种组成；所述溶剂选自甲苯、二甲苯、丁酮、丙酮和环己酮的其中一种或多种组成。
10.一种权利要求1-9任一所述聚氨酯面漆组合物的制备方法，其特征在于，按照重量份比例，分别添加各原料并混合，获得所述聚氨酯面漆组合物。
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