CN115710454B - 一种水性双组份聚氨酯涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种水性双组份聚氨酯涂料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115710454B CN115710454B CN202211463379.0A CN202211463379A CN115710454B CN 115710454 B CN115710454 B CN 115710454B CN 202211463379 A CN202211463379 A CN 202211463379A CN 115710454 B CN115710454 B CN 115710454B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- component
- aqueous
- polyurethane coating
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000011527 polyurethane coating Substances 0.000 title claims abstract description 54
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 54
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 17
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000002318 adhesion promoter Substances 0.000 claims abstract description 30
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 18
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- 239000013530 defoamer Substances 0.000 claims abstract description 14
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 31
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 28
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 22
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 12
- FEWFXBUNENSNBQ-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyacrylic acid Chemical compound OC(=C)C(O)=O FEWFXBUNENSNBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 11
- -1 aliphatic isocyanate Chemical class 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 6
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 5
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 5
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 3
- 125000005372 silanol group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 2
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract description 7
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract description 7
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract description 5
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 abstract description 5
- SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N silanol Chemical compound [SiH3]O SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 abstract description 2
- WDHYRUBXLGOLKR-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;prop-2-enoic acid Chemical compound OC(=O)C=C.OP(O)(O)=O WDHYRUBXLGOLKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 abstract description 2
- 238000001879 gelation Methods 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 14
- CUVLMZNMSPJDON-UHFFFAOYSA-N 1-(1-butoxypropan-2-yloxy)propan-2-ol Chemical compound CCCCOCC(C)OCC(C)O CUVLMZNMSPJDON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- CUDYYMUUJHLCGZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxypropoxy)propan-1-ol Chemical compound COC(C)COC(C)CO CUDYYMUUJHLCGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 10
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 8
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000006254 rheological additive Substances 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 description 4
- 238000007739 conversion coating Methods 0.000 description 4
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 150000004819 silanols Chemical class 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- RWNUSVWFHDHRCJ-UHFFFAOYSA-N 1-butoxypropan-2-ol Chemical compound CCCCOCC(C)O RWNUSVWFHDHRCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound COCC(C)O ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IBLKWZIFZMJLFL-UHFFFAOYSA-N 1-phenoxypropan-2-ol Chemical compound CC(O)COC1=CC=CC=C1 IBLKWZIFZMJLFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FENFUOGYJVOCRY-UHFFFAOYSA-N 1-propoxypropan-2-ol Chemical compound CCCOCC(C)O FENFUOGYJVOCRY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KBBKHMIEEMSXSM-JVXZTZIISA-N 6-{[(4R,5R)-4-(hydroxymethyl)thymin-5-yl]methyl}thymine Chemical compound N1C(=O)NC(=O)C(C)=C1C[C@@]1(C)C(=O)NC(=O)N[C@H]1CO KBBKHMIEEMSXSM-JVXZTZIISA-N 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 125000003158 alcohol group Chemical group 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 2
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- GZMAAYIALGURDQ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-hexoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCCCCCOCCOCCO GZMAAYIALGURDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UPGSWASWQBLSKZ-UHFFFAOYSA-N 2-hexoxyethanol Chemical compound CCCCCCOCCO UPGSWASWQBLSKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ODEHMIGXGLNAKK-OESPXIITSA-N 6-kestotriose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)OC[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@](CO)(O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)O1 ODEHMIGXGLNAKK-OESPXIITSA-N 0.000 description 1
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 1
- 239000005057 Hexamethylene diisocyanate Substances 0.000 description 1
- OWIKHYCFFJSOEH-UHFFFAOYSA-N Isocyanic acid Chemical compound N=C=O OWIKHYCFFJSOEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 229910008051 Si-OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006358 Si—OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002015 acyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-N anhydrous cyanic acid Natural products OC#N XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N hexamethylene diisocyanate Chemical compound O=C=NCCCCCCN=C=O RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 description 1
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229940071182 stannate Drugs 0.000 description 1
- 125000005402 stannate group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种水性双组份聚氨酯涂料及其制备方法和应用。这种水性双组份聚氨酯涂料，包括A组分和B组分；A组分和B组分的质量比为(4.2‑10.8)：1；A组分包括以下质量份的组分：水性羟基丙烯酸分散体40‑70份、消泡剂0.2‑1份、成膜助剂1‑6份、助溶剂1‑6份、色浆1‑5份、哑粉1‑6份、流平剂0.1‑3份、附着力促进剂0.5‑5份、流变助剂0.1‑4份、水5‑35份；水性羟基丙烯酸分散体羟值为90‑150mg KOH/g；附着力促进剂包括聚酯磷酸酯类、丙烯酸磷酸酯类、环氧磷酸酯类、硅醇类附着力促进剂中的至少一种；B组分为水性异氰酸酯固化剂。本发明的水性双组份聚氨酯涂料在镁铝合金板材上的附着力优异、硬度高、耐RCA擦拭好、耐丁酮擦拭性能佳、耐酒精擦拭好，施工活化期长、不容易凝胶。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种水性双组份聚氨酯涂料及其制备方法和应用。
背景技术
镁铝合金作为一种质量轻、密度低、散热性好、抗压性能强，能满足3C产品集成化、轻薄化、微型化，抗摔撞及电磁屏蔽和散热等要求，且硬度是传统塑料机壳的数倍，但重量仅为后者的1/3，通常被用于中高档超薄型和尺寸较小的笔记本电脑顶盖。镁的标准电极电位是所有结构金属材料中最低的，为-2.73V。加上镁的氧化膜疏松多空，环境中极易发生腐蚀现象。镁铝合金板材通常有一个化学前处理，或称为化成处理，该化学层称为化学转化膜层或皮膜，它有一定的防腐蚀性能。化学转化膜层通常与基体结合良好，拥有特定的孔隙，可以与有机层形成良好的结合。但是化学转化膜层如果涂覆不均匀，特别是使用环保的无铬转化膜，如磷酸盐、高锰酸盐、钒基盐、稀土金属盐以及锡酸盐处理等，有机涂层较难在其表面附着。
出于对镁铝合金板材的美观及实用要求，在皮膜层涂覆一层有机涂料，该涂层较薄，一般为10-20μm，需要对皮膜层有较好的附着力，在加工弯曲、与人体接触、有机溶剂接触的场景漆膜不能破损、脱落。涂层对皮膜的附着力尤为关键，附着力的缺失，涂层容易剥落，直接影响镁铝合金的外观及使用寿命。
有鉴于此，有必要提供一种具有优异附着力、耐磨性、耐溶剂的涂料以满足实际需要。
发明内容
为解决现有镁铝合金板材的有机涂料层附着力差、耐磨性差及耐溶剂性差的问题，本发明的目的之一在于提供一种水性双组份聚氨酯涂料，本发明的目的之二在于提供这种水性双组份聚氨酯涂料的制备方法，本发明的目的之三在于提供这种水性双组份聚氨酯涂料的应用，本发明的目的之四在于提供一种镁铝合金化学处理板材。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
本发明第一方面提供了一种水性双组份聚氨酯涂料，包括A组分和B组分；所述A组分和B组分的质量比为(4.2-10.8)：1；
所述A组分包括以下质量份的组分：水性羟基丙烯酸分散体40-70份、消泡剂0.2-1份、成膜助剂1-6份、助溶剂1-6份、色浆1-5份、哑粉1-6份、流平剂0.1-3份、附着力促进剂0.5-5份、流变助剂0.1-4份、水5-35份；
所述水性羟基丙烯酸分散体羟值为90mg KOH/g-150mg KOH/g；
所述附着力促进剂包括聚酯磷酸酯类、丙烯酸磷酸酯类、环氧磷酸酯类、硅醇类附着力促进剂中的至少一种；
所述B组分为水性异氰酸酯固化剂。
优选的，这种水性双组份聚氨酯涂料中，A组分和B组分的质量比为(5.5-8.5)：1。
优选的，这种水性双组份聚氨酯涂料中，A组分包括以下质量份的组分：水性羟基丙烯酸分散体45-66份、消泡剂0.2-0.5份、成膜助剂2-4份、助溶剂2-4份、色浆1.5-4.5份、哑粉2-5份、流平剂0.2-2.5份、附着力促进剂0.5-4.5份、流变助剂0.2-2.5份、水10-30份。
优选的，这种水性双组份聚氨酯涂料中，水性羟基丙烯酸分散体羟值为100mgKOH/g-140mg KOH/g；在本发明的一些优选的具体实施例中，水性羟基丙烯酸分散体可选用科思创Bayhydrol A 145、万华Antkote 2043、也乐化学YL-MY7140羟基丙烯酸水性分散体。
优选的，这种水性双组份聚氨酯涂料中，消泡剂包括水性矿物油类消泡剂、水性不含有机硅的聚合物类消泡剂；在本发明的一些具体实施例中，矿物油消泡剂可选用布莱克本DISPELAIR CF 1536；水性不含有机硅的聚合物类消泡剂可选用毕克BYK-011或BYK-390中的至少一种。
优选的，这种水性双组份聚氨酯涂料中，成膜助剂为醇醚类成膜助剂；进一步优选的，成膜助剂为丙二醇丙醚(PnP)、丙二醇丁醚(PnB)、二丙二醇丁醚(DPnB)、丙二醇苯醚(PPH)、乙二醇己醚、二乙二醇己醚、醇酯十二中的至少一种；再进一步优选的，成膜助剂为二丙二醇丁醚(DPnB)；本发明中，成膜助剂选用二丙二醇丁醚(DPnB)，具有成膜效率高、润湿性好、有消泡作用、易溶于水、可降低体系粘度、提升漆膜性能的作用。
优选的，这种水性双组份聚氨酯涂料中，助溶剂为醇醚类助溶剂；进一步优选的，助溶剂为丙二醇甲醚、乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚(DPM)中的至少一种；再进一步优选的，助溶剂为二丙二醇甲醚(DPM)；本发明中，助溶剂选用二丙二醇甲醚(DPM)能降低体系粘度、改善漆膜的流变性、降低成膜助剂的使用量，起到助成膜作用，而保证漆膜不开裂，形成完整的漆膜。
优选的，这种水性双组份聚氨酯涂料中，色浆为水性色浆；在本发明的一些具体实施例中，色浆可选用科迪BK9007-SI。
优选的，这种水性双组份聚氨酯涂料中，哑粉包括亲水基团改性型哑粉；在本发明的一些具体实施例中，哑粉可选用DEUREXS 3012M、Nipsil E-1011中的至少一种。
优选的，这种水性双组份聚氨酯涂料中，流平剂为有机硅类、氟碳类流平剂中的至少一种；进一步优选的，流平剂为氟碳类流平剂；再进一步优选的，流平剂为深竹SN-3760、华熊HW 2144、华熊HS 5715中的一种或几种；更进一步优选的，流平剂为华熊HS 5715。
优选的，这种水性双组份聚氨酯涂料中，附着力促进剂为硅醇类附着力促进剂；硅醇类附着力促进剂同时含有硅醇键及烷氧基，硅氧烷通过燕尾楔效应以及与金属之间的相互作用力两种形式向合金表面渗透，另外，硅氧烷中的烷氧基可直接与金属表面氧化物反应形成共价键与配位键；进一步优选的，硅醇类附着力促进剂包括丙烯基改性硅醇化合物、环化硅醇化合物、端酯基和羧基的硅醇化合物、改性多烯基硅醇化合物；再进一步优选的，硅醇类附着力促进剂为丙烯基改性硅醇化合物；在本发明的一些优选实施例中，附着力促进剂为英国切诺特DS-500，DS-500属于丙烯基改性硅醇化合物，英国切诺特DS-500中，Si-OH键的偶极矩较大，不仅可以与-OH缩合，也可以与极性基团，如羧基、羟基、氨酯键形成氢键；本发明中选用的附着力促进剂制备的涂料在镁铝合金化学处理板材上有优异的附着力和良好的综合性能。
优选的，这种水性双组份聚氨酯涂料中，流变助剂为疏水改性碱溶胀增稠剂；进一步优选的，流变助剂为海明斯RHEOLATE 150，该流变助剂为缔合型，在低剪切速率范围内提供高效率的增稠效果及防沉﹑抗流挂性。
本发明的水性双组份聚氨酯涂料中，水性异氰酸酯固化剂的异氰酸根(-NCO)与水性羟基丙烯酸分散体中的羟基(-OH)，在常温下或60-70℃低温烘烤下，能发生交联反应，形成氨酯键，它在高聚物分子之间能形成非环或环形氢键，外力下该氢键裂开，外力撤销能重新形成氢键，给涂料提供了较强的断裂伸长率、高强度的机械耐磨性及韧性。
优选的，这种水性双组份聚氨酯涂料中，水性异氰酸酯固化剂为水性阴离子型、非离子型脂肪族异氰酸酯多聚体中的至少一种，如科思创BAYHDUR 2655、也乐化学YL-W6901A水性固化剂；在本发明的一些优选实施例中，固化剂为也乐化学YL-W6901A水性固化剂，该固化剂以六亚甲基二异氰酸酯多聚物为基础的磺酸盐改性的亲水脂肪族聚异氰酸酯，并在亲水基团中引入了有机硅链段，漆膜的耐水性好、易乳化，由于它的粘度低，较好分散，可以直接和主漆混合施工，最终的漆膜硬度高、耐RCA好、耐水及耐化学性优异。
本发明第二方面提供了一种水性双组份聚氨酯涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照A组分称取原料；依次加入水性羟基丙烯酸分散体、消泡剂、哑粉，混合分散；
(2)继续依次加入成膜助剂、助溶剂、附着力促进剂、色浆、流平剂、水，混合分散，加入流变助剂，得到A组分；
(3)称取B组分的水性异氰酸酯固化剂；
(4)将所述A、B组分按照配比混合，得到所述水性双组份聚氨酯涂料。
优选的，这种水性双组份聚氨酯涂料的制备方法，步骤(1)中，混合分散的转速为1000-1500rpm，分散时间为10-20min。
优选的，这种水性双组份聚氨酯涂料的制备方法，步骤(2)中，混合分散的转速为500-600rpm，分散时间为20-30min。
优选的，这种水性双组份聚氨酯涂料的制备方法，步骤(2)中，加入流变剂调节粘度为10-60秒；进一步优选的，调整粘度为12-30秒，得到A组分。
本发明的水性双组份聚氨酯涂料的制备方法中混合分散采用分散机，分散机选用涂料制备常用的高速分散机即可。
本发明第三方面提供了上述水性双组份聚氨酯涂料在镁铝合金板材表面处理中的应用。
本发明第四方面提供了一种镁铝合金化学处理板材，镁铝合金化学处理板材从外至内依次包括有机涂料层、皮膜层、镁铝合金；有机涂料层厚度为10-20μm，有机涂料层由上述水性双组份聚氨酯涂料形成。不同于一般的工业防腐水性双组分聚氨酯涂料，膜厚为30-50μm，应用于镁铝合金表面的涂料需要涂层薄，涂层厚度为10-20μm，因此，这对水性双组分聚氨酯涂料附着力、耐磨性、耐溶剂提出了更高的要求。
本发明的有益效果是：
本发明的水性双组份聚氨酯涂料在镁铝合金化学处理板材上的附着力优异、硬度高、耐RCA擦拭好、耐丁酮(MEK)擦拭性能佳、耐酒精擦拭好；A与B组分混合后涂料的施工活化期长、不容易凝胶；性能稳定，施工简单，具有广阔的应用前景。
本发明选用的水性羟基丙烯酸树脂羟值为90mg KOH/g-150mg KOH/g，具有极佳的耐RCA性能、耐MEK擦拭及耐酒精擦拭性能，实施例中RCA最高达100次、耐MEK 80次、耐酒精100次。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。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。以下实施例/对比例中用量的“份”如无特殊说明，均指“质量份”。
以下实施例1-7及对比例1-3制备的水性双组份聚氨酯所用的原料组成如表1所示。
表1
实施例1
本实施例提供了一种水性双组份聚氨酯涂料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤(1)：按照表1的组成称取原料；
依次加入水性羟基丙烯酸分散体Bayhydrol A 145 58份，消泡剂CF 1536 0.3份，哑粉3012M 3份，1000rpm混合分散10min；
步骤(2)：继续依次加入成膜助剂DPnB 2份、助溶剂DPM 3份、附着力促进剂DS-5002.5份、色浆BK9007-SI 2.5份、流平剂SN-3760 0.3份、去离子水26.4份混合搅拌均匀，加入流变助剂RHEOLATE 150 2份，用蔡恩3号杯，25℃，调节粘度到15秒，得到A组分，500rpm搅拌20min；
步骤(3)：称取B组分的水性异氰酸酯固化剂BAYHDUR 2655 12.5份；
步骤(4)：将A、B组分按照8:1配比混合，得到用于镁铝合金化学处理板材的薄型水性双组份聚氨酯涂料。
实施例2
本实施例提供了一种水性双组份聚氨酯涂料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤(1)：按照表1的组成称取原料；
依次加入水性羟基丙烯酸分散体Antkote 2043 60份，消泡剂BYK-011 0.4份，哑粉3012M 4份，1200rpm混合分散15min；
步骤(2)：继续依次加入成膜助剂DPnB 4份、助溶剂DPM 3份、附着力促进剂DS-5003.5份、色浆BK9007-SI 3.5份、流平剂HW 2144 0.6份、去离子水20.5份混合搅拌均匀，加入流变助剂RHEOLATE 150 0.5份，用蔡恩3号杯，25℃，调节粘度到20秒，得到A组分，600rpm搅拌30min；
步骤(3)：称取B组分的水性异氰酸酯固化剂BAYHDUR 2655 16.5份；
步骤(4)：将A、B组分按照6.1:1配比混合，得到用于镁铝合金化学处理板材的薄型水性双组份聚氨酯涂料。
实施例3
本实施例提供了一种水性双组份聚氨酯涂料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤(1)：按照表1的组成称取原料；
依次加入水性羟基丙烯酸分散体YL-MY7140 55份，消泡剂BYK-390 0.3份，哑粉3012M 2.5份，1000rpm混合分散20min；
步骤(2)：继续依次加入成膜助剂DPnB 3份、助溶剂DPM 4份、附着力促进剂DS-5001.5份、色浆BK9007-SI 4份、流平剂HS 5715 0.2份、去离子水27.1份混合搅拌均匀，加入流变助剂RHEOLATE 150 2.4份，用蔡恩3号杯，25℃，调节粘度到22秒，得到A组分，550rpm搅拌30min；
步骤(3)：称取B组分的水性异氰酸酯固化剂BAYHDUR 2655 15.1份；
步骤(4)：将A、B组分按照6.6:1配比混合，得到用于镁铝合金化学处理板材的薄型水性双组份聚氨酯涂料。
实施例4
本实施例提供了一种水性双组份聚氨酯涂料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤(1)：按照表1的组成称取原料；
依次加入水性羟基丙烯酸分散体Bayhydrol A 145 63份，消泡剂CF 1536 0.35份，哑粉E-1011 4.5份，1000rpm混合分散20min；
步骤(2)：继续依次加入成膜助剂DPnB 2份、助溶剂DPM 2份、附着力促进剂DS-5004份、色浆BK9007-SI 4.5份、流平剂SN-3760 0.2份、去离子水19.05份混合搅拌均匀，加入流变助剂RHEOLATE 150 0.4份，用蔡恩3号杯，25℃，调节粘度到25秒，得到A组分，500rpm搅拌20min；
步骤(3)：称取B组分的水性异氰酸酯固化剂BAYHDUR 2655 13.6份；
步骤(4)：将A、B组分按照7.5:1配比混合，得到用于镁铝合金化学处理板材的薄型水性双组份聚氨酯涂料。
实施例5
本实施例提供了一种水性双组份聚氨酯涂料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤(1)：按照表1的组成称取原料；
依次加入水性羟基丙烯酸分散体Antkote 2043 54份，消泡剂BYK 011 0.25份，哑粉E-10113.5份，1000rpm混合分散20min；
步骤(2)：继续依次加入成膜助剂DPnB 4份、助溶剂DPM 4份、附着力促进剂DS-5001份、色浆BK9007-SI 3份、流平剂HW 2144 1份、去离子水27.05份混合搅拌均匀，加入流变助剂RHEOLATE 150 2.2份，用蔡恩3号杯，25℃，调节粘度到30秒，得到A组分，500rpm搅拌20min；
步骤(3)：称取B组分的水性异氰酸酯固化剂BAYHDUR 2655 14.8份；
步骤(4)：将A、B组分按照6.7:1配比混合，得到用于镁铝合金化学处理板材的薄型水性双组份聚氨酯涂料。
实施例6
本实施例提供了一种水性双组份聚氨酯涂料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤(1)：按照表1的组成称取原料；
依次加入水性羟基丙烯酸分散体YL-MY7140 66份，消泡剂BYK 390 0.5份，哑粉E-1011 5份，1000rpm混合分散20min；
步骤(2)：继续依次加入成膜助剂DPnB 2.5份、助溶剂DPM 2.5份、附着力促进剂DS-500 3.5份、色浆BK9007-SI 4.5份、流平剂HS 5715 0.2份、去离子水16份混合搅拌均匀，加入流变助剂RHEOLATE 150 0.3份，用蔡恩3号杯，25℃，调节粘度到17秒，得到A组分，500rpm搅拌20min；
步骤(3)：称取B组分的水性异氰酸酯固化剂YL-W6901A 18.1份；
步骤(4)：将A、B组分按照5.5:1配比混合，得到用于镁铝合金化学处理板材的薄型水性双组份聚氨酯涂料。
实施例7
本实施例提供了一种水性双组份聚氨酯涂料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤(1)：按照表1的组成称取原料；
依次加入水性羟基丙烯酸分散体Antkote 2043 49份，消泡剂CF 1536 0.2份，哑粉3012M 4.2份，1500rpm混合分散10min；
步骤(2)：继续依次加入成膜助剂DPnB 4份、助溶剂DPM 4份、附着力促进剂DS-5004.5份、色浆BK9007-SI 4份、流平剂HW 5715 1.2份、去离子水26.4份混合搅拌均匀，加入流变助剂RHEOLATE 150 2.5份，用蔡恩3号杯，25℃，调节粘度到19秒，得到A组分，600rpm搅拌25min；
步骤(3)：称取B组分的水性异氰酸酯固化剂YL-6901A 13.5份；
步骤(4)：将A、B组分按照7.5:1配比混合，得到用于镁铝合金化学处理板材的薄型水性双组份聚氨酯涂料。
对比例1
与实施例1不同的是，将步骤(1)中附着力促进剂替换为市售的附着力促进剂B(东莞方景846)，其余原料的添加量、制备方法同实施例1。
对比例2
与实施例2不同的是，选用市售羟值为50mg KOH/g水性羟基丙烯酸分散体A。其余原料的添加量、制备方法同实施例2。
对比例3
与实施例3不同的是，水性羟基丙烯酸分散体用量从55份增加到70份，去离子水的添加量从27.1份，减少到12.1份。最终涂料粘度为60秒。
将实施例1-7和对比例1-3的双组分聚氨酯涂料进行性能测试，测试结果如表2所示。将实施例1-7和对比例1-3的双组分聚氨酯涂料喷涂在镁铝合金化学处理基材表面，喷涂完后，70℃烘烤4小时，冷却到室温，测试各项性能。测试的镁铝合金基材为3C行业常见的镁铝合金化学处理基材。
测试标准如下：
附着力：ASTM D 3359；
铅笔硬度(擦伤)：ASTM D3363；
RCA耐磨测试：ASTM F2357；
耐丁酮(MEK)擦拭：ASTM D 5402-99；
耐水煮性：GB/T 1733。
表2水性双组份聚氨酯涂料性能测试结果
本发明选用的附着力促进剂同时含有硅醇键及烷氧基，能在镁铝合金表面渗透，产生燕尾楔效应以及与金属之间的相互作用力，同时与极性基团发生交联反应、形成氢键、共价键及配位键，在难附着的镁铝合金化学处理板材上的附着力良好，实施例中附着力最高可达5B级别。
本发明选用含了有机硅链段的改性水性异氰酸固化剂，漆膜耐水好，85℃水煮30min不起泡，漆膜的综合性能优异。
本发明控制去离子水用量，控制涂料粘度在12秒-30秒，A组份与B组分混合均匀后，实施例中活化期最长达6小时。
本发明的水性涂料厚度为10-20μm，漆膜的综合性能优异。不同于一般的工业防腐水性双组分聚氨酯涂料，膜厚为30-50μm。
从表2的测试结果可以看出，对比例1的附着力测试结果为3B，而实施例1-7的附着力测试结果为5B，对比例1的附着力下降严重，同时，对比耐RCA、耐MEK、耐乙醇及耐水煮性，发现这些性能都下降较多，说明漆膜的附着力影响漆膜的综合性能，漆膜的附着力反映的是涂层本身的致密程度、涂层与基材的渗透效果、锚固程度的强弱。
对比例2与实施例1-7相比较发现，涂层的耐RCA、耐MEK、耐乙醇及耐水煮性下降甚多，说明树脂自身的羟值如果过低，特别是漆膜的耐化学品性能最受影响。较高羟值的羟基丙烯酸树脂，漆膜的交联密度更高。
对比例3与实施例1-7相比较发现，对比例3的活化期只有2小时，如果去离子水过少，主漆的粘度过高，则异氰酸根更容易与水中的羟基反应，影响最终施工的活化期。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种应用在镁铝合金板材表面处理中的水性双组份聚氨酯涂料，其特征在于，由A组分和B组分组成；所述A组分和B组分的质量比为(4.2-10.8)：1；
所述A组分由以下质量份的组分组成：水性羟基丙烯酸分散体40-70份、消泡剂0.2-1份、成膜助剂1-6份、助溶剂1-6份、色浆1-5份、哑粉1-6份、流平剂0.1-3份、附着力促进剂0.5-5份、流变助剂0.1-4份、水5-35份；
所述水性羟基丙烯酸分散体羟值为90mg KOH/g-150mg KOH/g；
所述附着力促进剂为硅醇类附着力促进剂；
所述B组分为水性异氰酸酯固化剂；
所述水性异氰酸酯固化剂为非离子型脂肪族异氰酸酯多聚体。
2.根据权利要求1所述的水性双组份聚氨酯涂料，其特征在于，所述A组分和B组分的质量比为(5.5-8.5)：1。
3.根据权利要求1所述的水性双组份聚氨酯涂料，其特征在于，所述A组分由以下质量份的组分组成：水性羟基丙烯酸分散体45-66份、消泡剂0.2-0.5份、成膜助剂2-4份、助溶剂2-4份、色浆1.5-4.5份、哑粉2-5份、流平剂0.2-2.5份、附着力促进剂0.5-4.5份、流变助剂0.2-2.5份、水10-30份。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的水性双组份聚氨酯涂料，其特征在于，所述水性羟基丙烯酸分散体羟值为100mg KOH/g-140mg KOH/g。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的水性双组份聚氨酯涂料，其特征在于，所述哑粉包括亲水基团改性型哑粉。
6.根据权利要求1至3任意一项所述的水性双组份聚氨酯涂料，其特征在于，所述流平剂为有机硅类、氟碳类流平剂中的至少一种。
7.权利要求1至6任意一项所述的水性双组份聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照A组分称取原料；依次加入水性羟基丙烯酸分散体、消泡剂、哑粉，混合分散；
（2）继续依次加入成膜助剂、助溶剂、附着力促进剂、色浆、流平剂、水，混合分散，加入流变助剂，得到A组分；
（3）称取B组分的水性异氰酸酯固化剂；
（4）将所述A、B组分按照配比混合，得到所述水性双组份聚氨酯涂料。
8.一种镁铝合金化学处理板材，其特征在于，所述镁铝合金化学处理板材从外至内依次包括有机涂料层、皮膜层、镁铝合金；所述有机涂料层厚度为10-20μm，所述有机涂料层由权利要求1至6任意一项所述的水性双组份聚氨酯涂料形成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211463379.0A CN115710454B (zh) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | 一种水性双组份聚氨酯涂料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211463379.0A CN115710454B (zh) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | 一种水性双组份聚氨酯涂料及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115710454A CN115710454A (zh) | 2023-02-24 |
| CN115710454B true CN115710454B (zh) | 2024-04-02 |
Family
ID=85234024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211463379.0A Active CN115710454B (zh) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | 一种水性双组份聚氨酯涂料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115710454B (zh) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112029397A (zh) * | 2020-08-12 | 2020-12-04 | 珠海展辰新材料股份有限公司 | 水性聚氨酯涂料及其制备方法 |
-
2022
- 2022-11-22 CN CN202211463379.0A patent/CN115710454B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112029397A (zh) * | 2020-08-12 | 2020-12-04 | 珠海展辰新材料股份有限公司 | 水性聚氨酯涂料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115710454A (zh) | 2023-02-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111393888B (zh) | 一种水性dtm聚氨酯涂料及其制备方法 | |
| CN101153155A (zh) | 底漆涂料组合物及其制备方法 | |
| CN111087906B (zh) | 一种用于镀锌板材的水性双组分聚氨酯漆及其制备方法 | |
| JPS58168664A (ja) | 重ね塗り塗膜をつくる方法 | |
| CN110669419A (zh) | 一种水性丙烯酸聚氨酯涂料及其制备方法 | |
| CN111471387A (zh) | 水性木器涂料及其使用方法 | |
| CN112812670A (zh) | 一种双组分pu涂料及其应用 | |
| CN111440504B (zh) | 一种水性防腐涂料及其制备方法和应用 | |
| CN107793861B (zh) | 一种应用于铝合金行李架的水性高光金属漆及其制备方法 | |
| CN111154388A (zh) | 一种安全型水性双组份高光面漆及其制备方法 | |
| CN112322170B (zh) | 一种双组份水性聚氨酯涂料及其制备方法和应用 | |
| CN115710454B (zh) | 一种水性双组份聚氨酯涂料及其制备方法和应用 | |
| CN112409888B (zh) | 一种底面合一水性聚氨酯高光漆及其制备方法 | |
| CN111995940B (zh) | 超哑光pu净味清面漆及其制备方法 | |
| CN114805733A (zh) | 一种自成膜的高耐水性的无溶剂水性聚氨酯分散体及其制备方法和应用 | |
| CN110938338B (zh) | 一种环保型高固含量涂料及其制备方法 | |
| CN110964393B (zh) | 一种具有抗保护膜压痕自修复功能的清漆组合物及其制备方法和应用 | |
| CN108977032B (zh) | 一种用于头盔的水性双组分高光面漆及其制备方法 | |
| CN115109504A (zh) | 一种高抗刮哑光清漆及其制备方法与应用 | |
| CN109180901A (zh) | 自消光水性聚氨酯及其制备方法 | |
| CN114031989A (zh) | 轮毂用水性电镀银材料及其制备方法 | |
| CN113480929A (zh) | 一种底面合一聚氨酯涂料及其制备方法 | |
| CN109021640B (zh) | 一种汽车涂料的制备方法 | |
| CN112210266A (zh) | 一种适用于汽车中涂金属基材防腐的环保水性涂料 | |
| CN109971335A (zh) | 一种水性双组份聚氨酯罩面清漆及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |