CN115232551A - 半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及涂料技术领域，尤其是涉及半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料及其制备方法和应用。该涂料，包括组分A和组分B；所述组分A包括按重量份数计的如下组分：羟基丙烯酸聚氨酯树脂40～50份、催化剂0.1～0.15份、助剂30～40份和第一溶剂10～15份；所述组分B包括按重量份数计的如下组分：脂肪族聚异氰酸酯30～35份、四甲氧基硅烷15～20份、硅烷偶联剂5～10份、脱水剂0.1～1份和第二溶剂30～45份；所述组分A与所述组分B的质量比为3～5：1。该涂料在具有优异的综合性能的同时，降低了挥发性有机化合物的含量，提高了疏水性能和耐沾污性能，使其具有优异的自洁性能。

Description

半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其是涉及半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料及其制备方法和应用。
背景技术
半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料是以羟基丙烯酸树脂为成膜物质的一种涂料，可以分为单组分聚氨酯涂料和双组份聚氨酯涂料。单组份聚氨酯涂料施工方便，但由于其储存时间短、对固化条件要求较高且固化时间长等问题致使该类涂料应用面不如双组份聚氨酯涂料广。双组份聚氨酯涂料一般是由异氰酸酯预聚物和含羟基树脂两部分组成，通常称为固化剂组分和主剂组分。双组份聚氨酯涂料具有成膜温度低、附着力强、耐磨性好、硬度大以及耐化学品、耐候性好等优点。
半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料多用于建筑桥梁、工程机械、港口机械、船舶、化工设备及海洋石油平台等众多工业涂料防护领域，例如，聚氨酯涂料可靠用于塔桥防腐领域。桥塔一般比较高，塔身清洗安全风险高，为了能确保桥塔的清洁度和美观度，因此，需要大量防腐蚀、自洁型聚氨酯涂料。但传统溶剂型双组分聚氨酯涂料，含有较高挥发性有机化合物(VOC)和有害的空气污染物，随着我国环保法规的日益健全和人们环保意识的增强，其应用受到了一定的限制。而水性聚氨酯涂料在重防腐领域中，干燥性和防腐性能达不到设计要求，尤其是在沿海大型桥梁的防腐涂料选择上受到了局限。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料，该半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料在保证其具有良好的柔韧性、附着力、耐候性、耐水性能、耐磨性能和防腐性能的基础上，降低了挥发性有机化合物的含量，提高了疏水性能和耐沾污性能，使其具有优异的自洁性能。
本发明的第二目的在于提供如上所述的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料的制备方法，该方法操作简单，条件温和。
本发明的第三目的在于提供如上所述的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料在桥塔防腐中的应用。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明提供了半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料，包括组分A和组分B；
所述组分A包括按重量份数计的如下组分：羟基丙烯酸聚氨酯树脂40～50份、催化剂0.1～0.15份、助剂30～40份和第一溶剂10～15份；
所述组分B包括按重量份数计的如下组分：脂肪族聚异氰酸酯30～35份、四甲氧基硅烷15～20份、硅烷偶联剂5～10份、脱水剂0.1～1份和第二溶剂30～45份；
所述组分A与所述组分B的质量比为3～5：1。
本发明还提供了如上所述的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料的制备方法，各组分混合均匀后得到半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料。
本发明还提供了如上所述的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料在桥塔防腐中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料中，采用脂肪族聚异氰酸酯和四甲氧基硅烷作为固化剂，在适当的条件下，上述两种组分发生加成反应，生成氰酸酯基封端聚醚改性聚硅氧烷；氰酸酯基封端聚醚改性聚硅氧烷含有大量的活性集团，能够与组分A中的羟基丙烯酸聚氨酯树脂快速发生反应，得到半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯涂料。
本发明的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料，通过在聚氨酯涂料中引入含硅氧基团的化合物，含硅氧基团的化合物因其具有独特的长链结构，表面自由能低，能赋予基材良好的憎水性，从而显著提高了其疏水性能，使其具有良好的自洁性能；本发明的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料，通过各组分的相互配合，使其具有良好的柔韧性、附着力、耐候性、耐水性能、耐磨性能和防腐性能；本发明的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料通过增加固体的含量，减少挥发性溶剂的使用，与普通溶剂型双组分聚氨酯涂料相比，该涂料VOC含量可降低30％，提高了环保性能。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列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，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料及其制备方法和应用进行具体说明。
在本发明的一些实施方式中提供了半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料，包括组分A和组分B；
组分A包括按重量份数计的如下组分：羟基丙烯酸聚氨酯树脂40～50份、催化剂0.1～0.15份、助剂30～40份和第一溶剂10～15份；
组分B包括按重量份数计的如下组分：脂肪族聚异氰酸酯30～35份、四甲氧基硅烷15～20份、硅烷偶联剂5～10份、脱水剂0.1～1份和第二溶剂30～45份；
组分A与组分B的质量比为3～5：1。
本发明的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料中，采用脂肪族聚异氰酸酯和四甲氧基硅烷作为固化剂，在适当的条件下，两者发生加成反应，生存氰酸酯基封端聚醚改性聚硅氧烷。氰酸酯基封端聚醚改性聚硅氧烷种含有大量的活性集团，在与组分A混合后，能够与羟基丙烯酸聚氨酯树脂发生反应，形成半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯树脂。
含硅氧基团的化合物具有独特的长链硅烷基结构，表面自由能极低，能赋予基材良好的憎水性；本发明通过在涂料体系中引入硅氧基团，即引入四甲氧基硅烷来改变丙烯酸聚氨酯的交联结构，并与其他各组分相配合，不仅保留了聚氨酯涂料原有的特点，使其具有良好的柔韧性、附着力、耐候性、耐水性能、耐磨性能和防腐性能，而且提高了其耐水性、疏水性和耐沾污性，降低了涂膜的吸水率。
本发明的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料通过增加固体含量，减少了挥发性溶剂的使用，可以提高环保性能，减少VOC的排放；与普通溶剂型双组份聚氨酯涂料相比，本发明的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料的VOC含量可降低30％。
本发明的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料是以溶剂型半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯树脂为成膜体系，具有不燃、无毒、环境友好、施工方便，不受湿度和温度限制等优点，可运用到桥梁、机械设备、海洋平台、海上风电、沿海设备设施等领域中。
在本发明的一些实施方式中，组分A中，羟基丙烯酸聚氨酯树脂的重量份数，典型但非限制性的，例如，可以为40份、41份、42份、43份、44份、45份、46份、47份、48份、49份或者50份等等；催化剂的重量份数，典型但非限制性的，例如，可以为0.1份、0.11份、0.12份、0.13份、0.14份或者0.15份等等；助剂的重量份数，典型但非限制性的，例如，可以为30份、32份、34份、36份、38份或者40份等等；第一溶剂的重量份数，典型但非限制性的，例如，可以为10份、11份、12份、13份、14份或者15份等等。
在本发明的一些实施方式中，组分B中，脂肪族聚异氰酸酯的重量份数，典型但非限制性的，例如，可以为30份、31份、32份、33份、34份或者35份等等；四甲氧基硅烷的重量份数，典型但非限制性的，例如，可以为15份、16份、17份、18份、19份或者20份等等；硅烷偶联剂的重量份数，典型但非限制性的，例如，可以为5份、6份、7份、8份、9份或者10份等等；脱水剂的重量份数，典型但非限制性的，例如，可以为0.2份、0.4份、0.6份、0.8份或者1份等等；第二溶剂的重量份数，典型但非限制性的，例如，可以为30份、32份、34份、36份、38份、40份、42份或者44份等等。
为了得到性能更加优异的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料，对其组分的配比进行了优化。
在本发明的一些实施方式中，组分A包括按重量份数计的如下组分：羟基丙烯酸聚氨酯树脂44～46份、催化剂0.1～0.15份、助剂32～38份和溶剂12～14份；
组分B包括按重量份数计的如下组分：脂肪族聚异氰酸酯31～33份、四甲氧基硅烷16～18份、硅烷偶联剂6～7份、脱水剂0.4～0.6份和溶剂40～45份。
在本发明的一些实施方式中，脂肪族聚异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯三聚体；优选地，脂肪族聚异氰酸酯包括Desmodur N3390 BA/SN。
本发明采用Desmodur N3390 BA/SN作为固化剂，使制得的聚氨酯涂料在外观、硬度、耐水性及耐溶剂性等具有更加优异的效果。
在本发明的一些实施方式中，四甲氧基硅烷包括MKC SILICATE MS56。
脂肪族聚异氰酸酯和四甲氧基硅氧烷发生加成反应生存氰酸酯基封端聚醚改性聚硅氧烷，能够与组分A中的羟基基团反应，得到性能稳定的低表面张力的涂膜。
在本发明的一些实施方式中，催化剂包括有机锡；优选地，催化剂包括羧酸锡。
本发明通过采用有机锡催化剂，可以促进涂料体系中-OH与-NCO的反应，减少异氰酸酯与水的副反应，从而有利于获得聚氨酯结构的聚合物；本发明采用羧酸锡类催化剂，使其能够在常温下发生固化反应，可有效抑制副反应的发生，使涂膜具有更好的性能及表面状态。
在本发明的一些实施方式中，助剂包括按重量份数计的如下组分：增稠剂0.7～0.8份、有机膨润土0.9～1.1份、润湿分散剂0.2～0.3份、消泡剂0.1～0.2份、钛白粉24.5～26份、硫酸钡7～8份和流平剂0.3～0.5份。
在本发明的一些实施方式中，增稠剂包括聚酰胺蜡；优选地，增稠剂包括Crayvallac Ultra。
Crayvallac Ultra是一种高性能微粉化的聚酰胺流变剂，主要应用于溶剂型的涂料中，可以替代二氧化硅，在涂料中起到增稠、防沉降的作用，其对于分散和时间温度的要求比二氧化硅的要求要严格，具有非常好的重涂性和室温固化的能力，相对于二氧化硅而言，更适合用在环氧涂料上。
有机膨润土，可提高粘度，具有非常好的触变性能，良好的储存稳定性，同时能够改善流动性和流平性。有效改善立面施工中的流挂性与在多孔性基材上的渗透性，防止触变体系发生分水现象。
本发明通过Crayvallac Ultra与机膨润土搭配使用，能够提高本发明双组份聚酰胺涂料的性能。
在本发明的一些实施方式中，润湿分散剂包括含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物分散剂。
在本发明的一些实施方式中，消泡剂包括有机硅消泡剂；优选地，消泡剂包括聚硅氧烷消泡剂和/或聚醚改性有机硅消泡剂。
聚硅氧烷消泡剂的活性成分包括聚二甲基硅氧烷和二氧化硅，通过两种成分的协同作用，起到良好的消泡效果。聚醚改性有机硅消泡剂由聚硅氧烷和聚醚两种链段组成，聚醚可以提高共聚物的铺展和扩散能力。
在本发明的一些实施方式中，流平剂包括聚丙烯酸酯类流平剂。
聚丙烯酸酯类流平剂，可以大大降低涂膜的表面张力和摩擦系数，从而改善涂膜的流平性。
在本发明的一些实施方式中，第一溶剂包括100#溶剂汽油和丙二醇甲醚醋酸酯；优选地，第一溶剂包括：按重量份数计，100#溶剂汽油9～10份和丙二醇甲醚醋酸酯3～4份。
在本发明的一些实施方式中，第二溶剂包括二甲苯。
在本发明的一些实施方式中，脂肪族聚异氰酸酯中的-NCO与羟基丙烯酸聚氨酯树脂中的-OH的摩尔比为1.4～1.6：1；优选地，脂肪族聚异氰酸酯中的-NCO与羟基丙烯酸聚氨酯树脂中的-OH的摩尔比为1.5：1。脂肪族聚异氰酸酯中的-NCO与羟基丙烯酸聚氨酯树脂中的-OH的在混合使用时达到摩尔比为1.4～1.6：1，形成良好的反应配比。
在半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料的配制过程中，氰酸酯基封端聚醚改性聚硅氧烷与-OH的摩尔比对涂料的性能产生显著影响。本发明的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料体系中的固化反应除了氰酸酯基封端聚醚改性聚硅氧烷基团与-OH的基本反应外，还存在-OH基团与-NCO之间的副反应。为保证-NCO与-OH的充分反应，一般会使异氰酸酯过量，这样可以增加涂膜的交联密度，从而提高涂膜的硬度、耐水性和耐溶剂性等。但是n-NCO/n-OH配比过高会造成涂膜内存在大量的CO2(H2O与-NCO反应所生成)，致使涂膜表面出现爆泡和针孔，影响最终涂膜的表观和性能，且过多的固化剂会导致成本增加。
在本发明的一些实施方式中，半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料的制备方法，各组分混合均匀后得到半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料。
在本发明的一些实施方式中，半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料的制备方法，包括如下步骤：
(A)将羟基丙烯酸聚氨酯树脂、有机膨润土和增稠剂混合后，再加入润湿分散剂、消泡剂、钛白粉和硫酸钡混匀、研磨后，得到磨浆；
(B)将磨浆、第一溶剂、流平剂和催化剂混匀得到组分A；
(C)将第二溶剂、脂肪族聚异氰酸酯和四甲氧基硅烷混匀得到混合物；
(D)将混合物、硅烷偶联剂和脱水剂混匀得到组分B；
(E)将组分A和组分B混匀得到半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料。
在本发明的实施方式中，步骤(A)中，混合包括在600～800rpm速率下搅拌15～20min。
在本发明的实施方式中，步骤(A)中，混匀包括在800～1200rpm速率下搅拌15～25min。
在本发明的实施方式中，步骤(A)中，研磨的温度为55～60℃。
在本发明的实施方式中，步骤(A)中，磨浆的细度为20～25μm。
在本发明的实施方式中，步骤(B)中，在搅拌速率为500～700rpm的条件下，向磨浆中依次缓慢加入第一溶剂、流平剂和催化剂后，继续搅拌5～15min。
在本发明的实施方式中，步骤(C)中，将二甲苯和脂肪族聚异氰酸酯的混合物在500～700rpm的速率搅拌5～15min后，缓慢加入四甲氧基硅烷，继续搅拌5～15min。
本发明的制备方法操作简单，条件温和，制得的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料具有优异的性能。
在本发明的实施方式中还提供了上述半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料在桥塔防腐中的应用。
实施例1
本实施例提供的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料，包括质量比为4：1的组分A和组分B；
组分A包括按重量份数计的如下组分：
羟基丙烯酸聚氨酯树脂(NEBORES HBS 20-60X)44份、羧酸锡0.1份、增稠剂(CRAYVALLAC ULTRA)0.8份、有机膨润土(BENTONE 34)1份、润湿分散剂(DISPERBYK-163)0.25份、消泡剂(DISPARLON OX-70)0.1份、钛白粉(TRONOX CR-826)25份、硫酸钡(PORTARYTE B 15)8份、流平剂(DISPARLON L-1984-50)0.4份、100#汽油9.5份和丙二醇甲醚醋酸酯3.5份；
组分B包括按重量份数计的如下组分：
脂肪族聚异氰酸酯(Desmodur N3390 BA/SN)31份、四甲氧基硅烷(MKC SILICATEMS 56)16份、硅烷偶联剂(SILQUEST A-187)6份、脱水剂(ADDITIVE TI)0.5份和二甲苯41份。
本实施例的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料的制备方法，包括如下步骤：
(A)将羟基丙烯酸聚氨酯树脂44份、有机膨润土1份和增稠剂0.8份加入拉缸中，在700rpm速率下搅拌15min后，再加入润湿分散剂0.25份、消泡剂0.1、钛白粉25份和硫酸钡8份，在1000rpm速率下搅拌20min，然后研磨至细度为20～25μm，保持砂磨机砂磨温度55～60℃，得到磨浆；
(B)在600rpm速率下边搅拌边缓慢向上述磨浆中依次加入100#汽油9.5份、丙二醇甲醚醋酸酯3.5份、流平剂0.4份和羧酸锡0.1份混匀得到组分A；
(C)将二甲苯41份、脂肪族聚异氰酸酯31份加入另一拉缸中，在600rpm的速率下搅拌10min，然后缓慢加入四甲氧基硅烷16份继续搅拌10min，得到混合物；
(D)向上述混合物中加入硅烷偶联剂6份、脱水剂0.5份混匀搅拌15min得到组分B；
(E)按照质量比为4：1，将组分A和组分B混匀得到半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料。
实施例2
本实施例提供的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料，包括质量比为4：1的组分A和组分B；
组分A包括按重量份数计的如下组分：
羟基丙烯酸聚氨酯树脂(NEBORES HBS 20-60X)46份、羧酸锡0.11份、增稠剂(CRAYVALLAC ULTRA)0.7份、有机膨润土(BENTONE 34)0.9份、润湿分散剂(DISPERBYK-163)0.3份、消泡剂(DISPARLON OX-70)0.2份、钛白粉(TRONOX CR-826)26份、硫酸钡(PORTARYTEB 15)7份、流平剂(DISPARLON L-1984-50)0.4份、100#汽油9份和丙二醇甲醚醋酸酯3.5份；
组分B包括按重量份数计的如下组分：
脂肪族聚异氰酸酯(Desmodur N3390 BA/SN)32份、四甲氧基硅烷(MKC SILICATEMS 56)16份、硅烷偶联剂(SILQUEST A-187)6份、脱水剂(ADDITIVE TI)0.4份和二甲苯44份。
本实施例的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料的制备方法，包括如下步骤：
(A)将羟基丙烯酸聚氨酯树脂46份、有机膨润土0.9份和增稠剂0.7份加入拉缸中，在600rpm速率下搅拌20min，再加入润湿分散剂0.3份、消泡剂0.2份、钛白粉26份和硫酸钡7份，在1000rpm速率下搅拌20min，然后研磨至细度为20～25μm，保持砂磨机砂磨温度55～60℃，得到磨浆；
(B)在600rpm速率下边搅拌边缓慢向上述磨浆中依次加入100#汽油9份、丙二醇甲醚醋酸酯3.5份、流平剂0.4份和羧酸锡0.11份混匀得到组分A；
(C)将二甲苯44份、脂肪族聚异氰酸酯32份加入另一拉缸中，在600rpm的速率下搅拌10min，然后缓慢加入四甲氧基硅氧烷16份继续搅拌10min，得到混合物；
(D)向上述混合物中加入硅烷偶联剂6份、脱水剂0.4份混匀得到组分B组份；
(E)按照质量比为4：1，将组分A和组分B混匀得到半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料。
实施例3
本实施例提供的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料，包括质量比为4：1的组分A和组分B；
组分A包括按重量份数计的如下组分：
羟基丙烯酸聚氨酯树脂(NEBORES HBS 20-60X)45份、羧酸锡0.125份、增稠剂(CRAYVALLAC ULTRA)0.75份、有机膨润土(BENTONE 34)1.1份、润湿分散剂(DISPERBYK-163)0.2份、消泡剂(DISPARLON OX-70)0.15份、钛白粉(TRONOX CR-826)24.5份、硫酸钡(PORTARYTE B 15)7.5份、流平剂(DISPARLON L-1984-50)0.5份、100#汽油10份和丙二醇甲醚醋酸酯4份；
组分B包括按重量份数计的如下组分：
脂肪族聚异氰酸酯(Desmodur N3390 BA/SN)33份、四甲氧基硅烷(MKC SILICATEMS 56)18份、硅烷偶联剂(SILQUEST A-187)6.5份、脱水剂(ADDITIVE TI)0.6份和二甲苯41份。
本实施例的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料的制备方法，包括如下步骤：
(A)将羟基丙烯酸聚氨酯树脂45份、有机膨润土1.1份和增稠剂0.75份加入拉缸中，在800rpm速率下搅拌15min，再加入润湿分散剂0.2份、消泡剂0.15份、钛白粉24.5份和硫酸钡7.5份，在1000rpm速率下搅拌20min，然后研磨至细度为20～25μm，保持砂磨机砂磨温度55～60℃，得到磨浆料；
(B)在600rpm速率下边搅拌边缓慢向上述磨浆中依次加入100#汽油10份、丙二醇甲醚醋酸酯4份、流平剂0.5份和羧酸锡0.125份混匀得到组分A；
(C)将二甲苯41份、脂肪族聚异氰酸酯33份加入另一拉缸中，在600rpm的速率下搅拌10min，然后缓慢加入四甲氧基硅烷18份继续搅拌10min，得到混合物；
(D)向上述混合物中加入硅烷偶联剂6.5份、脱水剂0.6份和混匀得到组分B组份；
(E)按照质量比为4：1，将组分A和组分B混匀得到半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料。
对比例1
本实施例提供的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料，包括质量比为4：1的组分A和组分B；
组分A包括按重量份数计的如下组分：
羟基丙烯酸聚氨酯树脂(NEBORES HBS 20-60X)48份、羧酸锡0.11份、增稠剂(CRAYVALLAC ULTRA)0.8份、有机膨润土(BENTONE 34)1.5份、润湿分散剂(DISPERBYK-163)0.25份、消泡剂(DISPARLON OX-70)0.1份、钛白粉(TRONOX CR-826)24份、硫酸钡(PORTARYTE B 15)7份、流平剂(DISPARLON L-1984-50)0.4份、100#汽油8.5份和丙二醇甲醚醋酸酯3.5份；
组分B包括按重量份数计的如下组分：
脂肪族聚异氰酸酯(Desmodur N3390 BA/SN)32份、四甲氧基硅烷(MKC SILICATEMS 56)16份、硅烷偶联剂(SILQUEST A-187)6份、脱水剂(ADDITIVE TI)0.5份和二甲苯41份。
本实施例的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料的制备方法，包括如下步骤：
(A)将羟基丙烯酸聚氨酯树脂48份、有机膨润土1.5份和增稠剂0.8份加入拉缸中，在800rpm速率下搅拌15min，再加入润湿分散剂1份、消泡剂0.1、钛白粉24份和硫酸钡7份，在1000rpm速率下搅拌20min，然后研磨至细度为20～25μm，保持砂磨机砂磨温度55～60℃，得到磨浆；
(B)在600rpm速率下边搅拌边缓慢向上述磨浆中依次加入100#汽油8.5份、丙二醇甲醚醋酸酯3.5份、流平剂0.5份和羧酸锡0.11份混匀得到组分A；
(C)将二甲苯43份、脂肪族聚异氰酸酯32份加入另一拉缸中，在600rpm的速率下搅拌10min，然后缓慢加入四甲氧基硅烷17份继续搅拌10min，得到混合物；
(D)向上述混合物中加入硅烷偶联剂6份、脱水剂0.4份混匀搅拌10min得到组分B；
(E)按照质量比为4：1，将组分A和组分B混匀得到半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料。
对比例2
本实施例提供的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料，包括质量比为4：1的组分A和组分B；
组分A包括按重量份数计的如下组分：
羟基丙烯酸聚氨酯树脂(NEBORES HBS 20-60X)42份、羧酸锡0.12份、增稠剂(CRAYVALLAC ULTRA)0.8份、有机膨润土(BENTONE 34)1份、润湿分散剂(DISPERBYK-163)0.25份、消泡剂(DISPARLON OX-70)0.1份、钛白粉(TRONOX CR-826)25份、硫酸钡(PORTARYTE B 15)8份、流平剂(DISPARLON L-1984-50)0.4份、100#汽油10.5份和丙二醇甲醚醋酸酯3.5份；
组分B包括按重量份数计的如下组分：
脂肪族聚异氰酸酯(Desmodur N3390 BA/SN)33份、四甲氧基硅烷(MKC SILICATEMS 56)16份、硅烷偶联剂(SILQUEST A-187)6份、脱水剂(ADDITIVE TI)0.5份和二甲苯40份。
本实施例的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料的制备方法，包括如下步骤：
(A)将羟基丙烯酸聚氨酯树脂42份、有机膨润土1份和增稠剂0.8份加入拉缸中，在800rpm速率下搅拌15min，再加入润湿分散剂0.25份、消泡剂0.1份、钛白粉25份和硫酸钡8份加入拉缸中，在1000rpm速率下搅拌20min，然后研磨至细度为20～25μm，保持砂磨机砂磨温度55～60℃，得到磨浆；
(B)在600rpm速率下边搅拌边缓慢向上述磨浆中依次加入100#汽油10.5份、丙二醇甲醚醋酸酯3.5份、流平剂0.5份和羧酸锡0.12份混匀得到组分A；
(C)将二甲苯40份、脂肪族聚异氰酸酯33份加入另一拉缸中，在600rpm的速率下搅拌10min，然后缓慢加入四甲氧基硅烷16份继续搅拌10min，得到混合物；
(D)向上述混合物中加入硅烷偶联剂6份、脱水剂0.5份混匀搅拌10min得到组分B；
(E)按照质量比为4：1，将组分A和组分B混匀得到半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料。
试验例1
对分别采用实施例1～3和对比例1～2的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料涂覆得到的涂膜的性能进行测试，其结果如表1所示。
其中，涂覆的方法为喷涂，涂覆在有底漆的样板上，厚度为50μm；
耐水性的测试标准为GB/T1733，耐盐水的测试标准GB/T9274，耐化学品的测试标准为GB/T9274，耐候性测试GB/T1865。
表1
耐水性(h) 耐盐水(h) 耐化学品(h) 耐候性(h)
实施例1 260 148 75 1000
实施例2 255 152 78 1080
实施例3 258 150 80 1020
对比例1 220 150 74 980
对比例2 255 128 72 960
将上述实施例中所得到涂料，分别经耐水性240h、耐盐水144h、耐化学品72h测试，涂层表面均无起泡、生锈、脱落，不粉化等现象。对涂膜进行耐候性测试，QUV测试>2000h后涂层失光＜10％，色差＜1.2％。
本发明的双组份半硅氧烷丙烯酸改性聚氨酯面漆，具有优异的耐侯、保色性能的同时具有突出的自洁性能，优良的保色及保光性能，即使经过长期大气暴露后仍可覆涂，可用高压无气喷涂、辊涂或刷涂，固化温度低至-5℃。
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 (10)

1.半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料，其特征在于，包括组分A和组分B；
所述组分A包括按重量份数计的如下组分：羟基丙烯酸聚氨酯树脂40～50份、催化剂0.1～0.15份、助剂30～40份和第一溶剂10～15份；
所述组分B包括按重量份数计的如下组分：脂肪族聚异氰酸酯30～35份、四甲氧基硅烷15～20份、硅烷偶联剂5～10份、脱水剂0.1～1份和第二溶剂30～45份；
所述组分A与所述组分B的质量比为3～5：1。
2.根据权利要求1所述的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料，其特征在于，所述组分A包括按重量份数计的如下组分：羟基丙烯酸聚氨酯树脂44～46份、催化剂0.1～0.15份、助剂32～38份和溶剂12～14份；
所述组分B包括按重量份数计的如下组分：脂肪族聚异氰酸酯31～33份、四甲氧基硅烷16～18份、硅烷偶联剂6～7份、脱水剂0.4～0.6份和溶剂40～45份。
3.根据权利要求1所述的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料，其特征在于，所述脂肪族聚异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯三聚体；
优选地，所述脂肪族聚异氰酸酯包括Desmodur N3390 BA/SN；
优选地，所述四甲氧基硅烷包括MKC SILICATE MS 56；
优选地，所述催化剂包括有机锡；
优选地，所述催化剂包括羧酸锡。
4.根据权利要求1所述的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料，其特征在于，所述助剂包括按重量份数计的如下组分：增稠剂0.7～0.8份、有机膨润土0.9～1.1份、润湿分散剂0.2～0.3份、消泡剂0.1～0.2份、钛白粉24.5～26份、硫酸钡7～8份和流平剂0.3～0.5份。
5.根据权利要求4所述的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料，其特征在于，所述增稠剂包括聚酰胺蜡；
优选地，增稠剂包括Crayvallac Ultra；
优选地，所述润湿分散剂包括含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物分散剂；
优选地，所述消泡剂包括有机硅消泡剂；
优选地，所述消泡剂包括聚硅氧烷消泡剂和/或聚醚改性有机硅消泡剂；
优选地，所述流平剂包括聚丙烯酸酯类流平剂。
6.根据权利要求1所述的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料，其特征在于，所述第一溶剂包括100#溶剂汽油和丙二醇甲醚醋酸酯；
优选地，所述第二溶剂包括二甲苯。
7.根据权利要求1所述的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料，其特征在于，所述脂肪族聚异氰酸酯中的-NCO与所述羟基丙烯酸聚氨酯树脂中的-OH的摩尔比为1.4～1.6：1。
8.根据权利要求1～7任一项所述的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料，其特征在于，各组分混合均匀后得到半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料。
9.根据权利要求8所述的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(A)将羟基丙烯酸聚氨酯树脂、有机膨润土和增稠剂混合后，再加入润湿分散剂、消泡剂、钛白粉和硫酸钡混匀、研磨后，得到磨浆；
(B)将所述磨浆、第一溶剂、流平剂和催化剂混匀得到组分A；
(C)将第二溶剂、脂肪族聚异氰酸酯和四甲氧基硅烷混匀得到混合物；
(D)将所述混合物、硅烷偶联剂和脱水剂混匀得到组分B；
(E)将所述组分A和组分B混匀得到半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料。
10.权利要求1～7任一项所述的半硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯自洁型涂料在桥塔防腐中的应用。
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