CN115873496B

CN115873496B - 一种兼具快干和超长适用期的pu透明底漆及其制备方法

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Publication number: CN115873496B
Application number: CN202310017807.5A
Authority: CN
Inventors: 徐凡
Original assignee: Chengdu Dabao Chemical Products Co ltd; Shanghai Taiho Paint Products Co ltd; Dongguan Taiho Chemical Industry Products Co ltd
Current assignee: Chengdu Dabao Chemical Products Co ltd; Shanghai Taiho Paint Products Co ltd; Dongguan Taiho Chemical Industry Products Co ltd
Priority date: 2023-01-06
Filing date: 2023-01-06
Publication date: 2023-07-14
Anticipated expiration: 2043-01-06
Also published as: CN115873496A

Abstract

本发明属于PU涂料技术领域，提供一种兼具快干和超长适用期的PU透明底漆及其制备方法，该PU透明底漆，包括质量配比为1.8‑2.2：1的甲组份和乙组份；所述甲组份按质量百分比计，其原料配方为：大豆油醇酸树脂60‑70％、蓖麻油改性醇酸树脂5‑10％、有机溶剂8‑17％、滑石粉5‑10％、硬脂酸锌粉1‑2％、助剂0.6‑1.5％；其中，所述硬脂酸锌粉的游离脂肪酸含量为0.5‑0.7％；所述乙组份按质量百分比计，其原料配方为：TDI三聚体固化剂50‑60％、TDI预聚体10‑20％、有机溶剂20‑30％。该PU透明底漆兼具超长适用期，快干，及较好的打磨性、韧性和透明性。

Description

一种兼具快干和超长适用期的PU透明底漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及PU涂料技术领域，特别是涉及一种兼具快干和超长适用期的PU透明底漆及其制备方法。

背景技术

对于双组分涂料而言，涂料中的树脂与固化剂是分罐包装；涂料使用前，需要将树脂与固化剂按一定质量配比混合，以使树脂与固化剂发生固化反应，以形成固化后的涂膜。而涂料的适用期则是指树脂与固化剂混合后的涂料所允许放置的时间；超过这个时间，则涂料中的树脂与固化剂就会发生固化反应，导致涂料无法正常使用。

众所周知，对于现有涂料(如PU涂料)而言，适用期长和干燥速度快，这二者本身就是一对矛盾体。一般适用期长的PU涂料，其干燥时间相对较长，故而其干燥速度相对较慢。而现有干燥速度快的PU涂料(如公开号CN103805053B提供的一种快干净味型強固化透明聚氨脂涂料)，则其适用期相对较短。然而，对家具厂而言，干燥速度慢的PU涂料，会大大延长家具涂装工作的工作周期，进而大大影响家具的涂装效率；而若PU涂料的适用期较短，则需要快速工作人员快速完成家具的涂装工作，否则超过适用期的PU涂料无法正常使用，会造成不必要的浪费，增加生产成本。因此，研制兼具超长适用期和快干性能的PU透明底漆具有非常广的应用前景。

目前市面上解决这一对矛盾体的方法就是选用本身适用期较长的树脂，且固化剂采用三聚体固化剂，这样虽然能一定程度上改善PU涂料的干燥性和适用期，但PU涂料的干燥性和适用期仍然有待进一步改善；而且，这一方法还存在以下弊端：

A：本身适用期长的树脂相对常规树脂，其分子量偏小，物性(如硬度、耐溶剂性、干燥)会较差；

B：三聚体固化剂与适用期长的树脂相容性较差，且固化剂中如果三聚体较多的话，会影响涂膜的韧性，在低温状况下会存在开裂的风险。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种兼具快干和超长适用期的PU透明底漆及其制备方法，该PU透明底漆兼具超长适用期，快干，及较好的打磨性、韧性和透明性。

基于此，本发明公开了一种兼具快干和超长适用期的PU透明底漆，包括质量配比为1.8-2.2：1的甲组份和乙组份；

所述甲组份按质量百分比计，其原料配方为：

其中，所述硬脂酸锌粉的游离脂肪酸含量为0.5-0.7％；

所述乙组份按质量百分比计，其原料配方为：

TDI三聚体固化剂 50-60％

TDI预聚体 10-20％

有机溶剂 20-30％。

优选地，所述硬脂酸锌粉在甲组份中的质量百分比为2％，且硬脂酸锌粉的游离脂肪酸含量为0.5％。

优选地，所述硬脂酸锌粉在甲组份中的质量百分比为2％，且硬脂酸锌粉的游离脂肪酸含量为0.7％。

优选地，所述甲组份与乙组份的质量配比为2：1。

优选地，所述有机溶剂按在甲组份中的质量百分比计，为3-7％的丙二醇甲醚醋酸酯和5-10％的乙酸丁酯；

所述乙组份中的有机溶剂为乙酸丁酯。

优选地，所述助剂按在甲组份中的质量百分比计，为0.1-0.5％的消泡剂和0.5-1％的防沉剂。

本发明还公开了一种兼具快干和超长适用期的PU透明底漆的制备方法，包括如下制备步骤：

步骤S1、甲组份的制备：

步骤S11、将大豆油醇酸树脂、蓖麻油改性醇酸树脂和有机溶剂混合，搅拌均匀，制得树脂混合液；

步骤S12、将滑石粉和硬脂酸锌粉缓慢加入所述树脂混合液中，分散均匀后，再加入助剂，搅拌均匀，即得甲组份；

步骤S2、乙组份的制备：将有机溶剂、TDI预聚体和TDI三聚体固化剂混合，搅拌均匀，即得乙组份；

步骤S3、将所述甲组份和乙组份按质量配比1.8-2.2：1混合均匀，即得兼具快干和超长适用期的PU透明底漆。

优选地，所述步骤S11中，混合后，在600-700rpm下搅拌15-25分钟，制得所述树脂混合液；

所述步骤S12中，加入所述滑石粉和硬脂酸锌粉后，在1000-1200rpm下分散搅拌25-35分钟，加入所述助剂，再在600-700rpm下搅拌15-25分钟，制得所述甲组份。

优选地，所述步骤S2中，混合后，在400-500rpm下搅拌8-15分钟，制得所述乙组份。

与现有技术相比，本发明至少包括以下有益效果：

本发明的PU透明底漆，其甲组份以60-70％的大豆油醇酸树脂为主体树脂、并搭配引入5-10％的蓖麻油改性醇酸树脂，且乙组份的固化剂中还搭配引入10-20％的TDI预聚体，以有效避免涂膜出现开裂风险；而为提升涂膜的干燥性，乙组份的固化剂仍以50-60％的TDI三聚体固化剂为主；再在甲组份中配合引入1-2％的硬脂酸锌粉，并将硬脂酸锌粉的游离脂肪酸含量控制在0.5-0.7％，以使PU透明底漆兼具较长的适用期、较好的打磨性及透明性。因此，本发明通过甲组份中60-70％的大豆油醇酸树脂、5-10％的蓖麻油改性醇酸树脂、游离脂肪酸含量为0.5-0.7％且含量为1-2％的硬脂酸锌粉，以及乙组份中50-60％的TDI三聚体固化剂、10-20％的TDI预聚体的配合，获得兼具超长适用期，快干，及较好的打磨性、韧性和透明性的PU透明底漆，使该PU透明底漆的可施工操作时间大大延长，同时不影响涂膜的干燥时间，有着绝对的施工宽广性优势，能很好地应用于家庭室内、酒店的装修和木器家具制品的涂装，能提高涂装效率，并能有效避免因适用期短带来的涂料浪费。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

其中，若无特殊说明，以下所采用的大豆油醇酸树脂为DSM 3870E-65，蓖麻油改性醇酸树脂为长润工业股份有限公司的CHANKYD 3460-S-80，消泡剂为DISPARLON OX-880-50S，防沉剂为DISPARLON 6900HV，TDI三聚体固化剂为三井化学的D-262，TDI预聚体为Desmodur E XP 2605/1。

实施例1

本实施例的一种兼具快干和超长适用期的PU透明底漆，包括质量配比为2：1的甲组份和乙组份。

甲组份按质量百分比计，其原料配方为：

其中，硬脂酸锌粉的游离脂肪酸含量为0.7％。

乙组份按质量百分比计，其原料配方为：

TDI三聚体固化剂 55％

TDI预聚体 17％

乙酸丁酯 28％。

其中，甲组份和乙组份中的乙酸丁酯为乙酸正丁酯。

本实施例的一种兼具快干和超长适用期的PU透明底漆的制备方法，包括如下制备步骤：

步骤S1、甲组份的制备：

步骤S11、将大豆油醇酸树脂、蓖麻油改性醇酸树脂、丙二醇甲醚醋酸酯和乙酸丁酯混合，在660rpm下搅拌20分钟，制得树脂混合液。

步骤S12、将滑石粉和硬脂酸锌粉缓慢加入步骤S11的树脂混合液中，在1100rpm下分散搅拌30分钟，再加入消泡剂和防沉剂，在650rpm下搅拌20分钟，即得甲组份。

步骤S2、乙组份的制备：将乙酸丁酯、TDI预聚体和TDI三聚体固化剂混合，在480rpm下搅拌10分钟，即得乙组份。

步骤S3、将甲组份和乙组份按质量配比2：1混合均匀，即得兼具快干和超长适用期的PU透明底漆。

实施例2

本实施例的一种兼具快干和超长适用期的PU透明底漆及其制备方法，具体参照实施例1，其与实施例1的区别仅在于：本实施例中，仅添加1％的硬脂酸锌粉，而滑石粉增至8.8％。

实施例3

本实施例的一种兼具快干和超长适用期的PU透明底漆及其制备方法，具体参照实施例1，其与实施例1的区别仅在于：本实施例中，硬脂酸锌粉的游离脂肪酸含量为0.5％。

实施例4

本实施例的一种兼具快干和超长适用期的PU透明底漆，包括质量配比为2.1：1的甲组份和乙组份。

甲组份按质量百分比计，其原料配方为：

大豆油醇酸树脂60％

蓖麻油改性醇酸树脂10％

丙二醇甲醚醋酸酯6.5％

乙酸丁酯10％

滑石粉10％

硬脂酸锌粉2％

消泡剂0.5％

防沉剂1％。

其中，硬脂酸锌粉的游离脂肪酸含量为0.7％。

乙组份按质量百分比计，其原料配方为：

TDI三聚体固化剂60％

TDI预聚体10％

乙酸丁酯30％。

其中，甲组份和乙组份中的乙酸丁酯为乙酸正丁酯。

步骤S1、甲组份的制备：

步骤S11、将大豆油醇酸树脂、蓖麻油改性醇酸树脂、丙二醇甲醚醋酸酯和乙酸丁酯混合，在600rpm下搅拌25分钟，制得树脂混合液。

步骤S12、将滑石粉和硬脂酸锌粉缓慢加入步骤S11的树脂混合液中，在1200rpm下分散搅拌30分钟，再加入消泡剂和防沉剂，在700rpm下搅拌15分钟，即得甲组份。

步骤S2、乙组份的制备：将乙酸丁酯、TDI预聚体和TDI三聚体固化剂混合，在400rpm下搅拌15分钟，即得乙组份。

步骤S3、将甲组份和乙组份按质量配比2.1：1混合均匀，即得兼具快干和超长适用期的PU透明底漆。

实施例5

本实施例的一种兼具快干和超长适用期的PU透明底漆，包括质量配比为2.2：1的甲组份和乙组份。

甲组份按质量百分比计，其原料配方为：

大豆油醇酸树脂66％

蓖麻油改性醇酸树脂7.5％

丙二醇甲醚醋酸酯3％

乙酸丁酯10％

滑石粉10％

硬脂酸锌粉2％

消泡剂0.5％

防沉剂1％。

其中，硬脂酸锌粉的游离脂肪酸含量为0.7％。

乙组份按质量百分比计，其原料配方为：

TDI三聚体固化剂60％

TDI预聚体20％

乙酸丁酯20％。

其中，甲组份和乙组份中的乙酸丁酯为乙酸正丁酯。

步骤S1、甲组份的制备：

步骤S11、将大豆油醇酸树脂、蓖麻油改性醇酸树脂、丙二醇甲醚醋酸酯和乙酸丁酯混合，在650rpm下搅拌18分钟，制得树脂混合液。

步骤S12、将滑石粉和硬脂酸锌粉缓慢加入步骤S11的树脂混合液中，在1100rpm下分散搅拌35分钟，再加入消泡剂和防沉剂，在630rpm下搅拌25分钟，即得甲组份。

步骤S2、乙组份的制备：将乙酸丁酯、TDI预聚体和TDI三聚体固化剂混合，在500rpm下搅拌12分钟，即得乙组份。

步骤S3、将甲组份和乙组份按质量配比2.2：1混合均匀，即得兼具快干和超长适用期的PU透明底漆。

实施例6

甲组份按质量百分比计，其原料配方为：

大豆油醇酸树脂68％

蓖麻油改性醇酸树脂8.4％

丙二醇甲醚醋酸酯7％

乙酸丁酯10％

滑石粉5％

硬脂酸锌粉1％

消泡剂0.1％

防沉剂0.5％。

其中，硬脂酸锌粉的游离脂肪酸含量为0.5％。

乙组份按质量百分比计，其原料配方为：

TDI三聚体固化剂56％

TDI预聚体18％

乙酸丁酯26％。

其中，甲组份和乙组份中的乙酸丁酯为乙酸正丁酯。

步骤S1、甲组份的制备：

步骤S11、将大豆油醇酸树脂、蓖麻油改性醇酸树脂、丙二醇甲醚醋酸酯和乙酸丁酯混合，在700rpm下搅拌15分钟，制得树脂混合液。

步骤S12、将滑石粉和硬脂酸锌粉缓慢加入步骤S11的树脂混合液中，在1000rpm下分散搅拌25分钟，再加入消泡剂和防沉剂，在600rpm下搅拌16分钟，即得甲组份。

步骤S2、乙组份的制备：将乙酸丁酯、TDI预聚体和TDI三聚体固化剂混合，在480rpm下搅拌8分钟，即得乙组份。

实施例7

本实施例的一种兼具快干和超长适用期的PU透明底漆，包括质量配比为1.8：1的甲组份和乙组份。

甲组份按质量百分比计，其原料配方为：

大豆油醇酸树脂70％

蓖麻油改性醇酸树脂5％

丙二醇甲醚醋酸酯7％

乙酸丁酯9％

滑石粉6.5％

硬脂酸锌粉1.5％

消泡剂0.3％

防沉剂0.7％。

其中，硬脂酸锌粉的游离脂肪酸含量为0.6％。

乙组份按质量百分比计，其原料配方为：

TDI三聚体固化剂50％

TDI预聚体20％

乙酸丁酯30％。

其中，甲组份和乙组份中的乙酸丁酯为乙酸正丁酯。

步骤S1、甲组份的制备：

步骤S11、将大豆油醇酸树脂、蓖麻油改性醇酸树脂、丙二醇甲醚醋酸酯和乙酸丁酯混合，在650rpm下搅拌20分钟，制得树脂混合液。

步骤S2、乙组份的制备：将乙酸丁酯、TDI预聚体和TDI三聚体固化剂混合，在450rpm下搅拌10分钟，即得乙组份。

步骤S3、将甲组份和乙组份按质量配比1.8：1混合均匀，即得兼具快干和超长适用期的PU透明底漆。

对比例1

本对比例的一种PU透明底漆及其制备方法，具体参照实施例1，其与实施例1的区别仅在于：本对比例中，不添加硬脂酸锌粉，而滑石粉增至9.8％。

对比例2

本对比例的一种PU透明底漆及其制备方法，具体参照实施例1，其与实施例1的区别仅在于：本对比例中，硬脂酸锌粉增至3％，而滑石粉降至6.8％。

对比例3

本对比例的一种PU透明底漆及其制备方法，具体参照实施例1，其与实施例1的区别仅在于：本对比例中，硬脂酸锌粉的游离脂肪酸含量为0.3％。

对比例4

本对比例的一种PU透明底漆及其制备方法，具体参照实施例1，其与实施例1的区别仅在于：本对比例中，硬脂酸锌粉的游离脂肪酸含量为1％。

性能测试

1、对实施例1-7及对比例1-4所制备的PU透明底漆分别进行适用期、干燥性、打磨性及韧性的性能测试，性能测试结果如下表1所示：

表1

其中，粘度测试参照标准GB/T 1723-1993；干燥性测试参照标准GB/T 1728-1979；打磨测试参照标准GB/T 23997-2009；韧性(即耐弯曲)测试参照标准GB/T 6742-2007；透明性的测试方法为目测。

从表1可知，实施例1-7的PU透明底漆既具有超长适用期，又具有优异的快干性能，还兼具较好的打磨性和韧性(即耐弯曲)。

2、对实施例1、市售的快干PU透明底漆及普通PU透明底漆进行适用期、干燥性、打磨性及韧性的性能测试，性能测试结果如下表2所示：

表2

从表2可知，快干PU透明底漆的干燥性和打磨时间均较快，但其适用期很短，韧性差，存在较大的开裂风险；普通PU透明底漆的适用期较短，且干燥慢。实施例1的PU透明底漆在适用期、干燥性、打磨性和韧性(即耐弯曲)上均明显优于普通PU透明底漆，且实施例1的PU透明底漆在适用期和韧性上也明显优于现有的快干PU透明底漆。

3、对实施例1-2及对比例1-2所制备的PU透明底漆分别进行初始粘度、2小时后粘度及打磨性的性能测试，性能测试结果如下表3所示：

表3

从表3可知，在PU透明底漆中，硬脂酸锌粉添加量越多，PU透明底漆的打磨性越好，但其2小时后的粘度变化较大，故而其适用期会明显变短。若不添加硬脂酸锌粉(如对比例1所示)，其PU透明底漆的打磨性较差；而若添加3％硬脂酸锌粉(如对比例2所示)，其PU透明底漆的适用期会明显变短。而若硬脂酸锌粉添加量为1-2％(如实施例1、2所示)，其PU透明底漆则兼具较好的打磨性和较长的适用期；因此，本发明的PU透明底漆将其硬脂酸锌粉添加量控制在1-2％。

4、对实施例1、3及对比例3-4所制备的PU透明底漆分别进行初始粘度、2小时后粘度、打磨性及透明性的性能测试，性能测试结果如下表4所示：

表4

其中，表1-4中粘度的单位“″”为“秒”。

从表4可知，硬脂酸锌粉的游离脂肪酸含量越低，PU透明底漆在2小时后的粘度变化越小，其适用期越长，且打磨性好，但会严重影响涂膜的透明性。在硬脂酸锌粉添加量为2％的情况下，若硬脂酸锌粉的游离脂肪酸含量为0.3％(如对比例3所示)，其PU透明底漆的漆膜透明性差；而若硬脂酸锌粉的游离脂肪酸含量为1％(如对比例4所示)，其PU透明底漆的适用期会明显变短，且打磨性较差。在硬脂酸锌粉添加量为2％的情况下，而若硬脂酸锌粉的游离脂肪酸含量为0.5-0.7％(如实施例1、3所示)，其PU透明底漆则兼具较长的适用期、较好的打磨性及透明性；因此，本发明的PU透明底漆将其硬脂酸锌粉的添加量控制在1-2％的同时，还将其硬脂酸锌粉的游离脂肪酸含量控制在0.5-0.7％。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种兼具快干和超长适用期的PU透明底漆，其特征在于，包括质量配比为1.8-2.2：1的甲组份和乙组份；

所述甲组份按质量百分比计，其原料配方为：

其中，所述硬脂酸锌粉的游离脂肪酸含量为0.5-0.7％；

所述乙组份按质量百分比计，其原料配方为：

TDI三聚体固化剂 50-60％

TDI预聚体 10-20％

有机溶剂 20-30％。

2.根据权利要求1所述的一种兼具快干和超长适用期的PU透明底漆，其特征在于，所述硬脂酸锌粉在甲组份中的质量百分比为2％，且硬脂酸锌粉的游离脂肪酸含量为0.5％。

3.根据权利要求1所述的一种兼具快干和超长适用期的PU透明底漆，其特征在于，所述硬脂酸锌粉在甲组份中的质量百分比为2％，且硬脂酸锌粉的游离脂肪酸含量为0.7％。

4.根据权利要求1所述的一种兼具快干和超长适用期的PU透明底漆，其特征在于，所述甲组份与乙组份的质量配比为2：1。

5.根据权利要求1所述的一种兼具快干和超长适用期的PU透明底漆，其特征在于，所述有机溶剂按在甲组份中的质量百分比计，为3-7％的丙二醇甲醚醋酸酯和5-10％的乙酸丁酯；

所述乙组份中的有机溶剂为乙酸丁酯。

6.根据权利要求1所述的一种兼具快干和超长适用期的PU透明底漆，其特征在于，所述助剂按在甲组份中的质量百分比计，为0.1-0.5％的消泡剂和0.5-1％的防沉剂。

7.权利要求1-6任一项所述的一种兼具快干和超长适用期的PU透明底漆的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：

步骤S1、甲组份的制备：

8.根据权利要求7所述的一种兼具快干和超长适用期的PU透明底漆的制备方法，其特征在于，所述步骤S11中，混合后，在600-700rpm下搅拌15-25分钟，制得所述树脂混合液；

9.根据权利要求7所述的一种兼具快干和超长适用期的PU透明底漆的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，混合后，在400-500rpm下搅拌8-15分钟，制得所述乙组份。