CN116333580A - 一种防静电的聚氨酯涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了防静电的聚氨酯涂料，由如下重量份数计的组分组成：环氧改性聚醚多元醇20‑25份、多异氰酸酯单体30‑40份，增塑剂10‑15份，导电填料10‑20份、分散剂0.1‑2份、流平剂1‑3份、消泡剂0.1‑2份、固化剂10‑15份、催化剂0.5‑1份、稀释剂50‑60份；其中，所述导电填料由纳米碳纤维和锐钛型纳米钛白粉按重量比3:1构成；本发明的防静电的聚氨酯涂料导电填料采用纳米碳纤维和锐钛型纳米钛白粉，使得涂料的应用范围极广，可广泛应用木器涂料、汽车修补涂料、防腐涂料、地坪漆、电子涂料、纺织涂料、聚氨酯防水涂料等。

Description

一种防静电的聚氨酯涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其是涉及一种防静电的聚氨酯涂料及其制备方法。
背景技术
聚氨酯涂料是较常见的一类涂料，可以分为双组分聚氨酯涂料和单组分聚氨酯涂料，双组分聚氨酯涂料应用范围很广，主要应用方向有木器涂料、汽车修补涂料、防腐涂料、地坪漆、电子涂料、特种涂料、聚氨酯防水涂料等。
静电现象在自然界广泛存在，随着高聚物材料的大量应用，静电起电越来越受到人们的重视，静电为人类所利用的同时，也给人类的生活和生产带来灾害。为了与静电灾害作斗争，人们对静电起电和静电控制进行了深入的研究，其中抗静电材料在材料科学领域有着不可忽视的地位。
目前市场上的防静电聚氨酯涂料存在成膜后漆膜附着力不好、产生开裂脱皮现象，耐磨性、耐腐蚀性等方面均存在不足，且对施工环境要求较高、施工成本较高，防静电性能也不太理想。
发明内容
为了克服上述现有问题，本发明提供了一种附着力、耐磨性、防静电效果等综合性能显著提高的防静电的聚氨酯涂料及其制备方法。
本发明的技术方案为：一种防静电的聚氨酯涂料，由如下重量份数计的组分组成：环氧改性聚醚多元醇20-25份、多异氰酸酯单体30-40份，增塑剂10-15份，导电填料10-20份、分散剂0.1-2份、流平剂1-3份、消泡剂0.1-2份、固化剂10-15份、催化剂0.5-1份和稀释剂50-60份；其中，所述导电填料由纳米碳纤维和锐钛型纳米钛白粉按重量比3:1构成。
所述多异氰酸酯单体采用脂肪族多异氰酸酯或脂环族多异氰酸酯，其耐候性好、不易黄变，具体地可采用异佛尔酮二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。
所述增塑剂包括三乙酸丙三醇酯，乙酰柠檬酸三丁酯，壬酯和氯化石蜡中的至少一种。
所述分散剂采用为BYK分散剂。
所述消泡剂为BYK消泡剂。
所述流平剂为BYK流平剂。
所述固化剂包括2-异丙基恶唑烷、2,2-二氢恶唑烷、2-异丙基-N-羟乙基-恶唑烷和2,2-二氢-N-羟乙基恶唑烷中的至少一种。
所述催化剂为有机锡催化剂，包括二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡和二醋酸二丁基锡中的至少一种；
所述稀释剂采用亚烷基缩水甘油醚或蓖麻油多缩水甘油醚，优选地，稀释剂的重量:环氧改性聚醚多元醇和多异氰酸酯单体的重量＝1:1。
本发明防静电的聚氨酯涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将导电填料和分散剂在高速搅拌的容器中单独搅拌30min-60min，备用；
(2)在高速搅拌的密闭反应釜中，加入环氧改性聚醚多元醇和增塑剂，并升高温度到100-110℃，开启真空泵在-0.08MPa以下抽2-3h，彻底脱除体系的水分，然后通氮气恢复至常压；
(3)将步骤(2)反应釜降温到60℃以下，搅拌情况下加入多异氰酸酯单体，控制温度在65-70℃进行聚合反应，反应30-40min后将温度降至45℃以下；
(4)向步骤(3)所得反应体系中依次加入消泡剂、固化剂、催化剂、流平剂、稀释剂以及步骤(1)的混合溶液搅拌分散30-60min，然后抽真空除气泡制得防静电的聚氨酯涂料。
本发明的有益效果为：
1、本发明防静电的聚氨酯涂料，采用由纳米碳纤维和锐钛型纳米钛白粉按重量比3:1构成的导电填料，可以赋予涂料漆膜良好的防静电性能，电阻稳定、持久、无盲点，纳米碳纤维可提高树脂的强度和模量性能，锐钛型钛白粉属于颜料级钛白粉，具有遮盖力强，着色力高，耐候性好等特点，对涂料具有补强、防老化等作用，主体树脂采用环氧改性聚醚多元醇和多异氰酸酯单体，使涂料具备更高的附着力、耐磨性和耐腐蚀性，采用稀释剂和流平剂使得涂料流动性好，更易施工；
2、本发明的分散剂、消泡剂和流平剂均采用BYK型号溶剂，相似相溶的原理，分散效果好、流平性好，使得涂料整体更稳定，同时降低了涂料施工环境的要求；
3、本发明防静电的聚氨酯涂料导电填料采用纳米碳纤维和锐钛型纳米钛白粉，使得涂料的应用范围极广，可广泛应用木器涂料、汽车修补涂料、防腐涂料、地坪漆、电子涂料、纺织涂料、聚氨酯防水涂料等。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1：
防静电的聚氨酯涂料，由如下重量份数计的组分组成：环氧改性聚醚多元醇20份、多异氰酸酯单体30份，增塑剂10份，导电填料10份、1份BYK110、1.2份BYK354、0.8份BYK024、2,2-二氢恶唑烷10份、二丁基锡二月桂酸酯0.5份、蓖麻油多缩水甘油醚50份，其中，导电填料由纳米碳纤维和锐钛型纳米钛白粉构成，纳米碳纤维7.5份，锐钛型纳米钛白粉2.5份；
本实施例防静电的聚氨酯涂料的制备方法如下：
(1)将导电填料和分散剂在转速为2000r/min的高速搅拌的容器中单独搅拌60min，备用；
(2)在转速为1000r/min的高速搅拌的密闭反应釜中，加入环氧改性聚醚多元醇和增塑剂，并升高温度到100-110℃，开启真空泵在-0.08MPa以下抽2h，彻底脱除体系的水分，然后通氮气恢复至常压；
(3)将步骤(2)反应釜降温到60℃以下，搅拌情况下加入多异氰酸酯单体，控制温度在65℃进行聚合反应，反应40min后将温度降至45℃以下；
(4)向步骤(3)所得反应体系中依次加入消泡剂、固化剂、催化剂、流平剂、稀释剂以及步骤(1)的混合溶液搅拌分散40min，然后抽真空除气泡制得防静电的聚氨酯涂料1。
实施例2：
防静电的聚氨酯涂料，由如下重量份数计的组分组成：环氧改性聚醚多元醇20份、多异氰酸酯单体30份，增塑剂10份，导电填料15份、2份BYK110、1.5份BYK354、1份BYK024、2,2-二氢恶唑烷10份、二丁基锡二月桂酸酯1份、蓖麻油多缩水甘油醚50份，其中，导电填料由纳米碳纤维和锐钛型纳米钛白粉构成，纳米碳纤维11.25份，锐钛型纳米钛白粉3.75份；
本实施例防静电的聚氨酯涂料的制备方法同实施例1，制得防静电的聚氨酯涂料2。
实施例3：
防静电的聚氨酯涂料，由如下重量份数计的组分组成：环氧改性聚醚多元醇25份、多异氰酸酯单体35份，增塑剂15份，导电填料15份、1.5份BYK110、2.5份BYK354、1.5份BYK024、2,2-二氢恶唑烷15份、二丁基锡二月桂酸酯1份、蓖麻油多缩水甘油醚60份，其中，导电填料由纳米碳纤维和锐钛型纳米钛白粉构成，纳米碳纤维11.25份，锐钛型纳米钛白粉3.75份；
本实施例防静电的聚氨酯涂料的制备方法同实施例1，制得防静电的聚氨酯涂料3。
性能测试：对实施例1-3制得的防静电的聚氨酯涂料1-3进行涂装，对干燥48小时后的漆膜表面进行性能测试，测试结果如下表1所示：
表1实施例1-3涂料漆膜的性能测试结果
Figure BDA0004031498900000041
由表1可知：实施例1-3的防静电的聚氨酯涂料都具有优异的外观、不易黄变，硬度、耐磨性、耐腐蚀性、附着力等综合性能均表现优异，具有更低的电阻，且没有盲点，具有优异、长效防静电功能，其中，实施例1和实施例2的对比也可看出，导电填料并不是越多越好的，导电填料多了会影响到涂料整体的硬度和耐磨性。
对比例1
与实施例1相比，除了导电填料由纳米碳纤维和锐钛型纳米钛白粉按重量比1:1构成之外，其他成分一样，制备方法一样同实施例1。
对比例2
与实施例1相比，除了导电填料由纳米碳纤维和锐钛型纳米钛白粉按重量比2:1构成之外，其他成分一样，制备方法同实施例1。
性能测试：对实施例1、对比例1、对比例2制得的防静电的聚氨酯涂料进行涂装，对干燥48小时后的漆膜表面进行性能测试，测试结果如下表2所示：
表2实施例1、对比例1、对比例2涂料漆膜的性能测试结果
Figure BDA0004031498900000051
由表2可知：对比例1和对比例2的耐磨性和表面电阻均不如实施例1的优，因此实施例1导电填料由纳米碳纤维和锐钛型纳米钛白粉按重量比3:1制备所得的涂料其外观、硬度、耐磨性、耐腐蚀性、附着力等综合性能更为优异。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种防静电的聚氨酯涂料，其特征在于，由如下重量份数计的组分组成：环氧改性聚醚多元醇20-25份、多异氰酸酯单体30-40份，增塑剂10-15份，导电填料10-20份、分散剂0.1-2份、流平剂1-3份、消泡剂0.1-2份、固化剂10-15份、催化剂0.5-1份和稀释剂50-60份；其中，所述导电填料由纳米碳纤维和锐钛型纳米钛白粉按重量比3:1构成。
2.根据权利要求1所述的防静电的聚氨酯涂料，其特征在于，所述多异氰酸酯单体采用脂肪族多异氰酸酯或脂环族多异氰酸酯。
3.根据权利要求1所述的防静电的聚氨酯涂料，其特征在于，所述增塑剂包括三乙酸丙三醇酯，乙酰柠檬酸三丁酯，壬酯和氯化石蜡中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的防静电的聚氨酯涂料，其特征在于，所述分散剂为BYK分散剂。
5.根据权利要求1所述的防静电的聚氨酯涂料，其特征在于，所述消泡剂为BYK消泡剂。
6.根据权利要求1所述的防静电的聚氨酯涂料，其特征在于，所述流平剂为BYK流平剂。
7.根据权利要求1所述的防静电的聚氨酯涂料，其特征在于，所述固化剂包括2-异丙基恶唑烷、2,2-二氢恶唑烷、2-异丙基-N-羟乙基-恶唑烷和2,2-二氢-N-羟乙基恶唑烷中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的防静电的聚氨酯涂料，其特征在于，所述催化剂为有机锡催化剂，包括二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡和二醋酸二丁基锡中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的防静电的聚氨酯涂料，其特征在于，所述稀释剂采用亚烷基缩水甘油醚或蓖麻油多缩水甘油醚。
10.一种如权利要求1所述的防静电的聚氨酯涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将导电填料和分散剂在高速搅拌的容器中单独搅拌30min-60min，备用；
(2)在高速搅拌的密闭反应釜中，加入环氧改性聚醚多元醇和增塑剂，并升高温度到100-110℃，开启真空泵在-0.08MPa以下抽2-3h，彻底脱除体系的水分，然后通氮气恢复至常压；
(3)将步骤(2)反应釜降温到60℃以下，搅拌情况下加入多异氰酸酯单体，控制温度在65-70℃进行聚合反应，反应30-40min后将温度降至45℃以下；
(4)向步骤(3)所得反应体系中依次加入消泡剂、固化剂、催化剂、流平剂、稀释剂以及步骤(1)的混合溶液搅拌分散30-60min，然后抽真空除气泡制得防静电的聚氨酯涂料。
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