CN116102942A - 一种防腐耐高温水性聚氨酯涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防腐耐高温水性聚氨酯涂料及其制备方法，属于涂料技术领域，包括以下重量份原料：新戊二醇4.65‑6.85份、2,2‑二羟甲基丙酸2.80‑3.60份、三羟甲基丙烷3.60‑3.95份、改性多元醇13.67份、甲苯二异氰酸酯7.20份、二甲基硅油2.53份、二月桂酸二丁基锡0.11份、改性环氧树脂5.06份、三乙胺4.85‑7.20份，去离子水13.25份、甲基丙烯酸六氟丁酯10份、浆料32.20份、LM Coloror分散剂0.56份、CF‑555消泡剂0.56份和AMP‑95功能助剂5.60份，通过复合改性及加入无机填料，提高了水性聚氨酯涂料的硬度、耐水性及防腐耐高温性能。

Description

一种防腐耐高温水性聚氨酯涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种防腐耐高温水性聚氨酯涂料及其制备方法。
背景技术
聚氨酯涂料是目前较常见的一类涂料，其中水性聚氨酯涂料作为绿色、环保型涂料的一种，以水性聚氨酯树脂为基料并以水为溶剂，不含苯及苯的衍生物类有机溶剂，原料成本低，毒性小，而且有机挥发物(Volatile Organic Compounds，VOC)排放量低；根据计算，使用水性涂料的VOCs排放量由溶剂型的125g/L降低至27g/L左右，同时水性聚氨酯涂料在生产、使用和运输中发生火灾爆炸事故的风险明显降低，更具有安全性。
防腐水性聚氨酯涂料目前以双组份为多，目前单组份水性聚氨酯涂料尚存防腐效果不佳的问题。而且传统单组分水性聚氨酯需要在分子主链上引入足够的亲水基团并且降低分子结构的刚性，以保证水性聚氨酯在水中具有良好的分散性，成膜物具有高耐冲击性，但涂层的硬度较低，且存在耐高温性能等方面不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防腐耐高温水性聚氨酯涂料及其制备方法，以解决背景技术中的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种防腐耐高温水性聚氨酯涂料，包括以下重量份的原料：
新戊二醇4.65-6.85份、2,2-二羟甲基丙酸2.80-3.60份、三羟甲基丙烷3.60-3.95份、改性多元醇13.67份、甲苯二异氰酸酯7.20份、二甲基硅油2.53份、二月桂酸二丁基锡0.11份、改性环氧树脂5.06份、三乙胺4.85-7.20份，去离子水13.25份、甲基丙烯酸六氟丁酯10份、浆料32.20份、LMColoror分散剂0.56份、CF-555消泡剂0.56份和AMP-95功能助剂5.60份，所述改性多元醇包括以下步骤制得：
步骤S1、将大豆油加入反应容器中，搅拌加热至55℃时滴加混合液一，滴加时间为45-60min，滴加完毕后反应6h，分层，去水相，碱洗、水洗至中性，得环氧大豆油；
步骤S2、将环氧大豆油加入反应容器中，搅拌加热至50℃时加入混合液二，反应3h后加入质量分数为25％-30％的氨水溶液至反应体系呈中性，分层，去水相，120℃下蒸馏纯化，得改性多元醇。
新戊二醇作为小分子扩链剂，分子结构上季碳原子连接着两个侧甲基，一定程度上破坏了水性聚氨酯涂料分子链规整性，使得水性聚氨酯涂料分子在剪切乳化作用下相对移动加强，更容易形成更小的胶束。而同时新戊二醇作为小分子扩链剂柔顺性不如聚酯大分子，含量增加使水性聚氨酯涂料分子链刚性增强，在两种效应同时影响下，使新戊二醇对水性聚氨酯涂料粒径的影响较小。
2,2-二羟甲基丙酸作为亲水扩链剂，带有亲水基团，通过聚氨酯合成反应引入到分子主链上，使聚氨酯分子带有一定亲水性。亲水扩链剂是聚氨酯分子能够均匀分散在水相中的重要保证。随着2,2-二羟甲基丙酸的含量增加，水性聚氨酯分子上的亲水基团越多，亲水性越好，水性聚氨酯分子在水中的分散能力越强，而相应的乳液粒径越小，乳液外观越透明，储存稳定性和稀释稳定性更好。
二甲基硅油为有机硅化合物，分子中以Si-C键为主要结构，其独特的结构兼具有机材料与无机材料的特性，高温下分子中的化学键不易断裂、分解，具有优异的耐高温。
三羟甲基丙烷作为内交联剂，在一定条件下(如加热、辐射、光照等)能发生反应形成化学键，从而达到分子间交联的目的。使用三羟甲基丙烷作为内交联剂合成水性聚氨酯，提高了水性聚氨酯涂料的硬度，随着三羟甲基丙烷的增加，水性聚氨酯涂料硬度也随之增加。
甲苯二异氰酸酯属于芳香族二异氰酸酯，相比于异佛尔酮二异氰酸酯等脂肪族二异氰酸酯，芳香族二异氰酸酯分子上的苯环结构赋予聚氨酯良好的力学性能，并且甲苯二异氰酸酯价格低廉，适合用于制备高性能水性聚氨酯涂料。
去离子水除了作为分散介质之外还是重要的反应原料，在反应体系中主要是充当扩链剂使得体系形成脲键。
作为本发明的进一步方案，所述一种防腐耐高温水性聚氨酯涂的固含量为30±3.5％。
作为本发明的进一步方案，所述改性环氧树脂包括以下步骤制得：
将E-44环氧树脂加入反应容器中，加入丙酮，并通入氮气保护，升温至80℃，搅拌，加入对氨基苯甲酸反应13.5h后，减压旋蒸去除丙酮，用质量分数为20％的乙醇溶液洗涤，去除未反应的对氨基苯甲酸，得改性环氧树脂。改性环氧树脂以水为分散剂，具有低VOC的特点，采用对氨基苯甲酸对E-44环氧树脂进行化学改性引入亲水性基团，制备出稳定性良好的改性环氧树脂。
作为本发明的进一步方案，所述E-44环氧树脂、丙酮、对氨基苯甲酸、质量分数为20％的乙醇溶液的用量比为1mol:20mL:0.5mol:60mL。
作为本发明的进一步方案，所述浆料由镇水粉、铁红与乙醇按照质量比10:6:13混合并球磨24h制得。镇水粉是由多种天然矿石为原料与高分子化合物经化学反应生成，具有隔热防水、保温绝缘阻燃多重性能。铁红的主要成分是三氧化二铁，它具有耐高温的性能。把镇水粉和铁红作为主要的无机填料制备水性聚氨酯涂料能使涂料的吸水率降低，冲击强度增加到80kg/cm，附着力达到1级，硬度能达到8H。在50g/L硫酸溶液中浸泡24h无变化，极大改善了改性水性聚氨酯涂料的防腐性能，并且加入了镇水粉和铁红之后，耐高温性能有了明显提高。
作为本发明的进一步方案，步骤S1所述大豆油与混合液一的体积比为1:0.82，混合液一由甲酸、质量分数为30％的过氧化氢溶液和浓硫酸按照体积比1:3:0.1混合制得。
作为本发明的进一步方案，步骤S2所述环氧大豆油与混合液二的体积比为1:0.77，混合液二由甲醇、蒸馏水和质量分数为40％的氟硼酸溶液按照体积比6:1.5:0.2混合制得。以甲醇为开环试剂，蒸馏水为稀释剂，氟硼酸为催化剂，混合得到羟基化试剂，对环氧大豆油进行开环及羟基化，不破坏大豆油甘油三酸酯主体结构。因为大豆油或改性之后的大豆油中的羟基官能度一般都大于2，用大豆油制备的水性聚氨酯大分子具备一定的微交联或半互穿等网络结构。随着交联密度的增多，可以有效增强聚氨酯分子的内聚能密度，从而增强其力学性能。另一方面，致密的分子结构还有利于提升聚氨酯的耐高温性能，大豆油中所含的大量不饱和苯环可以促使聚氨酯在水中进一步出现氧化聚合反应，进而使强度与硬度获得进一步加强。
作为本发明的进一步方案，所述的一种防腐耐高温水性聚氨酯涂料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、按照重量份称取原料，将新戊二醇、2,2-二羟甲基丁酸、三羟甲基丙烷和改性多元醇干燥除水后加入烧瓶中，并通入氮气保护，随后加入丙酮，并于50℃恒温搅拌15min，得预混料；在水性聚氨酯涂料合成中，水的存在会大量消耗异氰酸酯，影响合成水性聚氨酯涂料的品质，且反应过程容易暴聚形成凝胶。因此，对水性聚氨酯涂料合成原料需要严格除水，以确保水性聚氨酯涂料质量。丙酮为低沸点、与水互溶、易于回收的溶剂可降低粘度增加分散性同时充当油性基和水性基的媒介。
步骤二、向预混料中加入甲苯二异氰酸酯、二甲基硅油和二月桂酸二丁基锡，并升温至65℃反应5h后，降温至50℃，得改性聚氨酯预聚体；通过二甲基硅油改性的水性聚氨酯有效地提高了耐高温性能。
步骤三、向改性聚氨酯预聚体中加入改性环氧树脂，在70℃下反应100min后，降温至50℃，加入三乙胺搅拌中和30min，加入甲基丙烯酸六氟丁酯反应4h后，继续加入去离子水搅拌乳化，过滤，减压旋蒸去除丙酮，得复合改性水性聚氨酯；改性环氧树脂具有优异的热稳定性、耐化学性，是多羟基化合物，利用改性环氧树脂分子上羟基与异氰酸酯的反应将改性环氧树脂接枝到聚氨酯分子链上，对聚氨酯进行化学改性，使之形成部分网状结构，从而提高耐高温性能。加入有机氟化合物甲基丙烯酸六氟丁酯与聚氨酯预聚体进行自由基聚合反应，将有机氟基团引入到聚氨酯结构中，C-F键在已知化合物的化学键中具有最强的键能，其键长较短且高度极化，有效改善聚氨酯预聚体的表面和整体性能，随着有机氟用量的增加，链段间氢键量增加，分子间作用力增加，改性后的聚氨酯预聚体配制的水性聚氨酯涂料硬度增加且具有优异的耐水性。
步骤四、向复合改性水性聚氨酯中加入浆料、LMColoror分散剂、CF-555消泡剂和AMP-95功能助剂，超声搅拌30min，即得一种防腐耐高温水性聚氨酯涂料。
作为本发明的进一步方案，步骤一所述丙酮用量为新戊二醇质量的20倍。
本发明的有益效果：
1、本发明以甲苯二异氰酸酯，新戊二醇，2,2-二羟甲基丙酸，三羟甲基丙烷，改性多元醇为主要原料，其中改性多元醇通过对大豆油环氧化及羟基化，可有效增强聚氨酯分子的内聚能密度，从而增强其力学性能，大豆油中所含的大量不饱和苯环可以促使聚氨酯在水中进一步出现氧化聚合反应，进而使强度与硬度获得进一步加强，致密的分子结构有利于提升水性聚氨酯涂料的耐高温性能。
2、二甲基硅油分子中以Si-C键为主要结构，其独特的结构兼具有机材料与无机材料的特性，具有优异的耐候老化性、疏水性、耐高温和低温性等，本发明通过加入有机硅化合物二甲基硅油对聚氨酯进行有机硅改性，提高了耐高温性能；通过对氨基苯甲酸对E-44环氧树脂进行化学改性引入亲水性基团，制备出稳定性良好、低VOC的改性环氧树脂，改性环氧树脂具有优异的热稳定性，是多羟基化合物，与聚氨酯反应中将支化点引入聚氨酯主链，使之形成部分网状结构，致密的分子结构有利于提高聚氨酯硬度及耐高温性能；通过加入有机氟化合物甲基丙烯酸六氟丁酯与聚氨酯预聚体进行自由基聚合反应，将有机氟基团引入到聚氨酯结构中，C-F键在已知化合物的化学键中具有最强的键能，其键长较短且高度极化，可有效改善聚氨酯预聚体的表面和整体性能，改性后的聚氨酯预聚体配制的水性聚氨酯涂料能够具有优异的耐水性。
3、镇水粉是由多种天然矿石为原料与高分子化合物经化学反应生成，具有隔热防水、保温绝缘阻燃多重性能；铁红的主要成分是三氧化二铁，它具有耐高温的性能，本发明通过将镇水粉和铁红作为主要的无机填料制备水性聚氨酯涂料能使涂料的吸水率降低，冲击强度增加到80kg/cm，附着力达到1级，硬度能达到8H。在50g/L硫酸溶液、50g/L NaOH溶液中浸泡24h无变化，极大改善了改性水性聚氨酯涂料的防腐性能并更进一步增强了其耐高温性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
改性多元醇包括以下步骤制得：
步骤S1、将80mL大豆油加入反应容器中，搅拌加热至55℃时滴加混合液一(由16mL甲酸、48mL质量分数为30％的过氧化氢溶液和1.6mL浓硫酸混合制得)，滴加时间为45min，滴加完毕后反应6h，分层，去水相，碱洗、水洗至中性，得环氧大豆油；
步骤S2、将100mL环氧大豆油加入反应容器中，搅拌加热至50℃时加入混合液二(由60mL甲醇、15mL蒸馏水和2mL质量分数为40％的氟硼酸溶液混合制得)，反应3h后加入质量分数为25％的氨水溶液至反应体系呈中性，分层，去水相，120℃下蒸馏纯化，得改性多元醇。
实施例2
改性多元醇包括以下步骤制得：
步骤S1、将80mL大豆油加入反应容器中，搅拌加热至55℃时滴加混合液一(由16mL甲酸、48mL质量分数为30％的过氧化氢溶液和1.6mL浓硫酸混合制得)，滴加时间为60min，滴加完毕后反应6h，分层，去水相，碱洗、水洗至中性，得环氧大豆油；
步骤S2、将100mL环氧大豆油加入反应容器中，搅拌加热至50℃时加入混合液二(由60mL甲醇、15mL蒸馏水和2mL质量分数为40％的氟硼酸溶液混合制得)，反应3h后加入质量分数为30％的氨水溶液至反应体系呈中性，分层，去水相，120℃下蒸馏纯化，得改性多元醇。
实施例3
改性环氧树脂包括以下步骤制得：
将1mol E-44环氧树脂加入反应容器中，加入20mL丙酮，并通入氮气保护，升温至80℃，搅拌，加入0.5mol对氨基苯甲酸反应13.5h后，减压旋蒸去除丙酮，用60mL质量分数为20％的乙醇溶液洗涤，去除未反应的对氨基苯甲酸，得改性环氧树脂。
实施例4
一种防腐耐高温水性聚氨酯涂料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、按照重量份称取原料，将4.65份新戊二醇、2.80份2,2-二羟甲基丁酸、3.60份三羟甲基丙烷和13.67份实施例1制得的改性多元醇干燥除水后加入烧瓶中，并通入氮气保护，随后加入115.4份丙酮，并于50℃恒温搅拌15min，得预混料；
步骤二、向预混料中加入7.20份甲苯二异氰酸酯、2.53份二甲基硅油和0.11份二月桂酸二丁基锡，并升温至65℃反应5h后，降温至50℃，得改性聚氨酯预聚体；
步骤三、向改性聚氨酯预聚体中加入5.06份实施例3制得的改性环氧树脂，在70℃下反应100min后，降温至50℃，加入4.85份三乙胺搅拌中和30min，加入10份甲基丙烯酸六氟丁酯反应4h后，继续加入13.25份去离子水搅拌乳化，过滤，减压旋蒸去除丙酮，得复合改性水性聚氨酯；
步骤四、向复合改性水性聚氨酯加入32.20份浆料(由质量比为10:6:13的镇水粉、铁红与乙醇混合并球磨24h制得)、0.56份LMColoror分散剂、0.56份CF-555消泡剂和5.6份AMP-95功能助剂，超声搅拌30min，即得一种防腐耐高温水性聚氨酯涂料。
实施例5
一种防腐耐高温水性聚氨酯涂料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、按照重量份称取原料，将6.85份新戊二醇、3.60份2,2-二羟甲基丁酸、3.60份三羟甲基丙烷和13.67份实施例2制得的改性多元醇干燥除水后加入烧瓶中，并通入氮气保护，随后加入115.4份丙酮，并于50℃恒温搅拌15min，得预混料；
步骤二、向预混料中加入7.20份甲苯二异氰酸酯、2.53份二甲基硅油和0.11份二月桂酸二丁基锡，并升温至65℃反应5h后，降温至50℃，得改性聚氨酯预聚体；
步骤三、向改性聚氨酯预聚体中加入5.06份实施例3制得的环氧树脂，在70℃下反应100min后，降温至50℃，加入7.20份三乙胺搅拌中和30min，加入10份甲基丙烯酸六氟丁酯反应4h后，继续加入13.25份去离子水搅拌乳化，过滤，减压旋蒸去除丙酮，得复合改性水性聚氨酯；
步骤四、向复合改性水性聚氨酯加入32.20份浆料(由质量比为10:6:13的镇水粉、铁红与乙醇混合并球磨24h制得)、0.56份LMColoror分散剂、0.56份CF-555消泡剂和5.6份AMP-95功能助剂，超声搅拌30min，即得一种防腐耐高温水性聚氨酯涂料。
对比例1
本对比例与实施例3相比，仅将“13.67份实施例1制得的改性多元醇”换成“13.67份聚己二酸-1,4-丁二醇酯”，其余步骤及参数均相同。
对比例2
本对比例与实施例3相比，未加入“二甲基硅油”、“改性环氧树脂”及“甲基丙烯酸六氟丁酯”，即未对水性聚氨酯涂料进行复合改性，其余步骤及参数均相同。
对比例3
本对比例与实施例3相比，未加入“32.20份浆料”，其余步骤及参数均相同。
将实施例4-5及对比例1-3制备的水性聚氨酯涂料根据GB/T1727-1992刷涂在120mm×50mm×2mm的马口铁板上，然后在50-60℃条件下固化成膜，然后进行性能测试，测试项目如下：
吸水性：根据HG/T 3344-2012测试吸水率；
耐水性：根据GB/T 1733-93采用浸沸水试验法，观察现象并记录；
硬度：根据GB/T 6739-1996测试铅笔硬度；
抗冲击性能：根据GB/T 1732-1993测试冲击强度；
耐酸碱性：根据HG/T 4761-2014，分别于50g/L的硫酸溶液、50g/L NaOH溶液中浸泡24h，观察现象并记录；
防腐性：在质量分数为20％的硫酸溶液中恒温60℃处理，观察测试样品发生腐蚀的时间；
耐高温性：根据GB/T1735-2009，在900℃恒温处理30min，观察现象并记录；
测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0004094765630000101
由表1可知，实施例4-5制备的水性聚氨酯涂料具有较低吸水率、良好耐水性、较高冲击强度、较高硬度，附着力达到1级，防腐性和耐高温性明显提高。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种防腐耐高温水性聚氨酯涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：新戊二醇4.65-6.85份、2,2-二羟甲基丙酸2.80-3.60份、三羟甲基丙烷3.60-3.95份、改性多元醇13.67份、甲苯二异氰酸酯7.20份、二甲基硅油2.53份、二月桂酸二丁基锡0.11份、改性环氧树脂5.06份、三乙胺4.85-7.20份，去离子水13.25份、甲基丙烯酸六氟丁酯10份、浆料32.20份、LM Coloror分散剂0.56份、CF-555消泡剂0.56份和AMP-95功能助剂5.60份，所述改性多元醇包括以下步骤制得：
步骤S1、将大豆油加入反应容器中，搅拌加热至55℃时滴加混合液一，滴加时间为45-60min，滴加完毕后反应6h，分层，去水相，碱洗、水洗至中性，得环氧大豆油；
步骤S2、将环氧大豆油加入反应容器中，搅拌加热至50℃时加入混合液二，反应3h后加入质量分数为25％-30％的氨水溶液至反应体系呈中性，分层，去水相，120℃下蒸馏纯化，得改性多元醇。
2.根据权利要求1所述的一种防腐耐高温水性聚氨酯涂料，其特征在于，固含量为30±3.5％。
3.根据权利要求1所述的一种防腐耐高温水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述改性环氧树脂包括以下步骤制得：将E-44环氧树脂加入反应容器中，加入丙酮，并通入氮气保护，升温至80℃，搅拌，加入对氨基苯甲酸反应13.5h后，减压旋蒸去除丙酮，用质量分数为20％的乙醇溶液洗涤，得改性环氧树脂。
4.根据权利要求3所述的一种防腐耐高温水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述E-44环氧树脂、丙酮、对氨基苯甲酸、质量分数为20％的乙醇溶液的用量比为1mol:20mL:0.5mol:60mL。
5.根据权利要求1所述的一种防腐耐高温水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述浆料由镇水粉、铁红与乙醇按照质量比10:6:13混合并球磨24h制得。
6.根据权利要求1所述的一种防腐耐高温水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述大豆油与混合液一的体积比为1:0.82，混合液一由甲酸、质量分数为30％的过氧化氢溶液和浓硫酸按照体积比1:3:0.1混合制得。
7.根据权利要求1所述的一种防腐耐高温水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述环氧大豆油与混合液二的体积比为1:0.77，混合液二由甲醇、蒸馏水和质量分数为40％的氟硼酸溶液按照体积比6:1.5:0.2混合制得。
8.根据权利要求1所述的一种防腐耐高温水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、按照重量份称取原料，将新戊二醇、2，2-二羟甲基丁酸、三羟甲基丙烷和改性多元醇干燥除水后加入烧瓶中，并通入氮气保护，随后加入丙酮，并于50℃恒温搅拌15min，得预混料；
步骤二、向预混料中加入甲苯二异氰酸酯、二甲基硅油和二月桂酸二丁基锡，并升温至65℃反应5h后，降温至50℃，得改性聚氨酯预聚体；
步骤三、向改性聚氨酯预聚体中加入改性环氧树脂，在70℃下反应100min后，降温至50℃，加入三乙胺搅拌中和30min，加入甲基丙烯酸六氟丁酯反应4h后，继续加入去离子水搅拌乳化，过滤，减压旋蒸去除丙酮，得复合改性水性聚氨酯；
步骤四、向复合改性水性聚氨酯中加入浆料、LM Coloror分散剂、CF-555消泡剂和AMP-95功能助剂，超声搅拌30min，即得一种防腐耐高温水性聚氨酯涂料。
9.根据权利要求8所述的一种防腐耐高温水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于，所述丙酮用量为新戊二醇质量的20倍。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000037523A1 (de) * 1998-12-21 2000-06-29 Bayer Aktiengesellschaft Wässrige reaktive spachtelmassen (i)
JP2004250560A (ja) * 2003-02-19 2004-09-09 Nippon Yushi Basf Coatings Kk 水系塗料組成物
CN104277699A (zh) * 2014-10-29 2015-01-14 芜湖县双宝建材有限公司 一种高强改性水性聚氨酯涂料
CN104312411A (zh) * 2014-10-20 2015-01-28 芜湖县双宝建材有限公司 一种耐水高硬水性聚氨酯涂料
WO2017054433A1 (zh) * 2015-09-30 2017-04-06 圆容生物医药无锡有限公司 弹性模量可调的聚氨酯组合物、支架复合物及其制备方法
CN108997873A (zh) * 2018-07-05 2018-12-14 陈群 一种超疏水自清洁保温隔热建筑物外墙涂料
CN109096853A (zh) * 2018-07-05 2018-12-28 陈群 一种适合炎热地区用绝热保温外墙涂料
CN109666122A (zh) * 2018-11-28 2019-04-23 耿佃勇 环氧大豆油改性聚氨酯皮革涂饰剂及其制备方法
CN110205023A (zh) * 2019-06-21 2019-09-06 重庆市科学技术研究院 具有疏水、防腐性能的复合纳米涂层材料及其制备方法和应用
CN111440524A (zh) * 2020-03-26 2020-07-24 海盐锦禾合成助剂有限公司 一种合成革防涂鸦表面处理剂及其制备方法
CN111748309A (zh) * 2020-07-09 2020-10-09 漳州市锐普化工有限公司 一种耐高温高湿的环保胶黏剂及其制备方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000037523A1 (de) * 1998-12-21 2000-06-29 Bayer Aktiengesellschaft Wässrige reaktive spachtelmassen (i)
JP2004250560A (ja) * 2003-02-19 2004-09-09 Nippon Yushi Basf Coatings Kk 水系塗料組成物
CN104312411A (zh) * 2014-10-20 2015-01-28 芜湖县双宝建材有限公司 一种耐水高硬水性聚氨酯涂料
CN104277699A (zh) * 2014-10-29 2015-01-14 芜湖县双宝建材有限公司 一种高强改性水性聚氨酯涂料
WO2017054433A1 (zh) * 2015-09-30 2017-04-06 圆容生物医药无锡有限公司 弹性模量可调的聚氨酯组合物、支架复合物及其制备方法
CN108997873A (zh) * 2018-07-05 2018-12-14 陈群 一种超疏水自清洁保温隔热建筑物外墙涂料
CN109096853A (zh) * 2018-07-05 2018-12-28 陈群 一种适合炎热地区用绝热保温外墙涂料
CN109666122A (zh) * 2018-11-28 2019-04-23 耿佃勇 环氧大豆油改性聚氨酯皮革涂饰剂及其制备方法
CN110205023A (zh) * 2019-06-21 2019-09-06 重庆市科学技术研究院 具有疏水、防腐性能的复合纳米涂层材料及其制备方法和应用
CN111440524A (zh) * 2020-03-26 2020-07-24 海盐锦禾合成助剂有限公司 一种合成革防涂鸦表面处理剂及其制备方法
CN111748309A (zh) * 2020-07-09 2020-10-09 漳州市锐普化工有限公司 一种耐高温高湿的环保胶黏剂及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
司红燕: "多元醇水分散体的研究进展", 《涂料工业》, vol. 44, no. 6, pages 75 - 80 *

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