專利名稱：一種無三苯、無tdi聚氨酯固化劑及雙組份聚氨酯涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚氨酯固化劑以及雙組份聚氨酯涂料組合物。
背景技術(shù)：
涂料產(chǎn)品涉及家庭裝飾裝修、木器家具裝飾保護、機械設(shè)備涂裝保護、建筑粉飾美 化等各個領(lǐng)域，是現(xiàn)代社會和人們生活不可缺少的材料。目前，我國對室內(nèi)裝飾裝修涂料中的有害物質(zhì)進行嚴(yán)格限制，而重金屬含量、揮發(fā) 性有機溶劑含量(V0C)、三苯(苯、甲苯、二甲苯)、游離TDI是被限制的重要指標(biāo)，而傳統(tǒng)的 家具裝修漆雙組份聚氨酯涂料的固化劑是采用甲苯二異氰酸酯(TDI)和多羥基化合物(如 三羥甲基丙烷)進行反應(yīng)，用二甲苯、醋酸丁酯、環(huán)己酮作為混合溶劑生產(chǎn)得到，涂料氣味 大且因含游離TDI導(dǎo)致毒性大。降低雙組份聚氨酯涂料固化劑中的游離TDI以及三苯含量是涂料行業(yè)中重點研 究解決的難題之一?，F(xiàn)有技術(shù)中，主要的解決途徑有三種一是薄膜蒸發(fā)，需要先進的技術(shù) 和大規(guī)模的投資。薄膜蒸發(fā)核心技術(shù)目前仍然掌握在以德國拜耳公司為首的外國企業(yè)手 里，國內(nèi)雖然有研究，但并不成熟。二是萃取法，需要消耗大量有機溶劑，技術(shù)上可行，但是 工藝復(fù) 雜。三是強化反應(yīng)、聚合消耗，就是在反應(yīng)后期添加小分子活性單體和催化劑，如以 正丁醇作為強化反應(yīng)活性單體，氫氧化鋰為催化劑，苯甲酰氯為中止劑，此方法易導(dǎo)致固化 劑分子岐化，同漆料相溶性降低。上述三種方法均難以從根本上解決游離TDI的問題。同時由于TDI具有苯環(huán) 結(jié)構(gòu)，根據(jù)相似相溶原理，涂料中必須要加入二甲苯溶劑以協(xié)助溶解和分散。根據(jù)GB 18581-2009國家室內(nèi)裝飾、裝修材料有害物質(zhì)限量的最新標(biāo)準(zhǔn)，雙組份聚氨酯游離TDI限 量為< 0. 4%。這就需要涂料行業(yè)能夠推出符合國家標(biāo)準(zhǔn)、滿足人們環(huán)保需求的新型聚氨酯 涂料廣品ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新的聚氨酯固化 劑。本發(fā)明同時還要提供一種符合國家標(biāo)準(zhǔn)、滿足環(huán)保要求的雙組份聚氨酯涂料。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采取的一種技術(shù)方案是一種聚氨酯固化劑，其原 料配方如下己二異氰酸酯30% 50%、多羥基化合物10% 30%以及混合溶劑20% 60%，其中，混合溶劑為醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯的混合物，固化劑由己二異 氰酸酯與多羥基化合物在混合溶劑中、于溫度40°C 80°C下反應(yīng)得到。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選方面，按重量份計，混合溶劑的組成為醋酸乙酯20% 50 %，醋酸丁酯30 % 60 %、丙二醇甲醚酸酯10 % 20 %。根據(jù)本發(fā)明，所述多羥基化合物是指含羥基數(shù)目大于等于2的化合物，優(yōu)選三羥 基化合物或四羥基化合物。
根據(jù)本發(fā)明的一個具體方面，所述聚氨酯固化劑的制備過程為向反應(yīng)器中加入 配方量的混合溶劑，攪拌，投入配方量的己二異氰酸酯，升溫至40°c 60°C，投入40% 60%配方量的所述多羥基化合物，攪拌反應(yīng)2 4小時，再投入余下配方量的所述多羥基化 合物，升溫至70°C 80°C，反應(yīng)至-NCOwt % < 18時結(jié)束，冷卻至室溫，即得所述聚氨酯固化 劑。本發(fā)明采取的另一技術(shù)方案是一種雙組份聚氨酯涂料組合物，其包括獨立包裝 的A組份和B組份，A組份為本發(fā)明所述的聚氨酯固化劑，B組份由成膜基料50% 95%、 填料0 30%、助劑0 20%以及稀釋劑5 20%組成，其中，B組份中的成膜基料為不合 苯、甲苯或二甲苯的樹脂，所述稀釋劑為醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯的混合物。根據(jù)本發(fā)明，B組份中所述的樹脂可以是短油醇酸樹脂，如市售3370D、3370C、 3880U270B等。也可以是丙烯酸樹脂如市售965等。優(yōu)選地，B組份中的稀釋劑與A組份原料配方中的混合溶劑組成相同。所述助劑可以為選自流平劑、分散劑、消泡劑、消光劑、防沉劑以及遮味劑的一種 或多種。根據(jù)本發(fā)明，B組份可以做成透明的，也可以做成不透明的；可以做成啞光的，也 可以做成高光的?？梢宰龀傻灼?，也可以做成面漆。由于上述技術(shù)方案的運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點1、本發(fā)明的聚氨酯固化劑的制備不涉及三苯類溶劑以及有毒有害的TDI，工藝環(huán)保。2、本發(fā)明的雙組份聚氨酯涂料使用了安全性好的聚氨酯固化劑并且不含三苯類 溶劑，涂料安全性好，符合國家標(biāo)準(zhǔn)、滿足環(huán)保需求。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例進一步闡明本發(fā)明，但本發(fā)明不限于以下實施例。實施例1按照本實施例的聚氨酯固化劑，按重量份計，原料配方如下己二異氰酸酯32%、三羥甲基丙烷18%、混合溶劑(由醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙二 醇甲醚醋酸酯三者按重量比7 10 3混合而成)50%。聚氨酯固化劑的制備過程如下向反應(yīng)器中加入配方量的混合溶劑，開動攪拌。投 入配方量的己二異氰酸酯，升溫至50°C，投入50%配方量的三羥甲基丙烷，攪拌溶解，反應(yīng) 3小時，再投入余下的50%配方量的三羥甲基丙烷，攪拌反應(yīng)，升溫至75士2°C，繼續(xù)反應(yīng)3 小時后，開始取樣測NCO值，至18為合格，冷卻至常溫，即得聚氨酯固化劑。聚氨酯固化劑的物理化學(xué)性質(zhì)如下外觀透明液體；-NCO % 17%,固含量50士2%，游離TDI、三苯含量均未檢測出。實施例2按照本實施例的聚氨酯固化劑，按重量份計，原料配方如下己二異氰酸酯32%、三羥甲基丙烷18%、混合溶劑(由醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯三者按重量比 10 12 3混合而成)50%。聚氨酯固化劑的制備方法同實施例1。聚氨酯固化劑的物理化學(xué)性質(zhì)如下外觀透明液體；-NC0% 17. 5%,固含量50士2%,游離TDI、三苯含量均未檢測出。實施例3本實施例提供一種雙組份聚氨酯木器底漆，其包括獨立包裝的A組份和B組份。其 中，A組份為實施例1制備的聚氨酯固化劑。B組份由醇酸樹脂(3370D 70%)60%,1250目 滑石粉18%、硬脂酸鋅10%、有機膨潤土 2%、稀釋劑(組成同實施例1的混合溶劑)10% 在高度分散機(轉(zhuǎn)速800 1200轉(zhuǎn)/分鐘)中分散40分鐘左右至細(xì)度小于50微米即得。A組份和B組份按重量比1 2配制，然后手動攪拌5 10分鐘，均勻后即可施 工。 雙組份聚氨酯木器底漆的技術(shù)指標(biāo)漆膜平整，表干30min，實干2h，硬度HB，易打磨。實施例4本實施例提供一種雙組份聚氨酯木器啞光漆，其包括獨立包裝的A組份和B組份。 其中A組份為實施例1制備的聚氨酯固化劑。B組份由醇酸樹脂(1270B 70 % ) 70 %、ED-20啞光粉7 %、蠟粉5 %、有機硅消 泡劑(ΒΥΚ-066)0· 15%、流平劑(ΒΥΚ-306)0. 3%以及稀釋劑(組成同實施例1的混合溶 劑)17. 55%組成，制備時，首先將前三項原料在高速分散機(轉(zhuǎn)速800 1200轉(zhuǎn)/分鐘) 中，分散至細(xì)度小于20微米，再加入其它原料，在轉(zhuǎn)速500 600轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌20分鐘即得。A組份和B組份按重量比1 2配制，然后手動攪拌5 10分鐘，均勻后即可施工。雙組份聚氨酯木器啞光漆的技術(shù)指標(biāo)漆膜平整光滑，表干30min，實干4h，硬度 H，手感滑爽。實施例5本實施例提供一種雙組份聚氨酯高光清面漆，其包括獨立包裝的A組份和B組份。 其中，A組份為實施例2制備的聚氨酯固化劑。B組份由丙烯酸樹脂(965)76. 55%、醇酸樹 脂(3880) 15%、消泡劑(BYK-141)0. 15%、流平劑(ΒΥΚ_306)0· 3%以及混合溶劑(同實施例 1)8%在分散桶(轉(zhuǎn)速500 600轉(zhuǎn)/分鐘)中攪拌20分鐘得到。A組份和B組份按重量比1 2配制，然后手動攪拌5 10分鐘，均勻后即可施工。雙組份聚氨酯高光清面漆的技術(shù)指標(biāo)漆膜平整光亮，表干30min，實干4h，硬度 HB，光澤度85%。
上述實施例中所用消泡劑、流平劑可以選用德國畢克化學(xué)公司的BYK系列產(chǎn)品中 的一種。上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人 士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明 精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種聚氨酯固化劑，其特征在于所述固化劑的原料配方如下己二異氰酸酯30％～50％、多羥基化合物10％～30％以及混合溶劑20％～60％，其中，混合溶劑為醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯的混合物，所述固化劑由所述己二異氰酸酯與所述多羥基化合物在所述混合溶劑中、于溫度40℃～80℃下反應(yīng)得到。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯固化劑，其特征在于，按重量份計，所述混合溶劑的組 成為醋酸乙酯20% 50%，醋酸丁酯30% 60%、丙二醇甲醚酸酯10% 20%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯固化劑，其特征在于，所述多羥基化合物是三羥基化 合物或四羥基化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯固化劑，其特征在于，所述聚氨酯固化劑的制備過程 為向反應(yīng)器中加入配方量的混合溶劑，攪拌，投入配方量的己二異氰酸酯，升溫至40°C 60°C，投入40% 60%配方量的所述多羥基化合物，攪拌反應(yīng)2 4小時，再投入余下配方 量的所述多羥基化合物，升溫至70°C 80°C，反應(yīng)至-NCOwt %彡18時結(jié)束，冷卻至室溫，即 得所述聚氨酯固化劑。
5.一種雙組份聚氨酯涂料組合物，其包括獨立包裝的A組份和B組份，其特征在于，所 述A組份為權(quán)利要求1至4中任一項所述的聚氨酯固化劑，所述B組份由成膜基料50% 95%、填料0 30%、助劑0 20%以及稀釋劑5 20%組成，其中，B組份中的成膜基料 為不含苯、甲苯或二甲苯的樹脂，所述稀釋劑為醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯的 混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙組份聚氨酯涂料組合物，其特征在于所述B組份中的稀 釋劑與所述A組份原料配方中的混合溶劑的組成相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙組份聚氨酯涂料組合物，其特征在于，所述樹脂為醇酸樹 脂、丙烯酸樹脂或它們的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙組份聚氨酯涂料組合物，其特征在于，所述助劑為選自流 平劑、分散劑、消泡劑、消光劑、防沉劑以及遮味劑的一種或多種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚氨酯固化劑及雙組份聚氨酯涂料，固化劑的原料配方為己二異氰酸酯30％～50％、多羥基化合物10％～30％以及混合溶劑20％～60％，混合溶劑為醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯的混合物，固化劑由己二異氰酸酯與多羥基化合物在混合溶劑中、于溫度40℃～80℃下反應(yīng)得到。雙組份聚氨酯涂料的A組份為所述聚氨酯固化劑，B組份由成膜基料50％～95％、填料0～30％、助劑0～20％以及稀釋劑5～20％組成，其中，B組份中的成膜基料為不含苯、甲苯或二甲苯的樹脂，稀釋劑為醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯的混合物。本發(fā)明涂料中不含易污染環(huán)境的三苯溶劑，且用己二異氰酸酯替代有毒有害的TDI，因而安全性好，滿足國家對室內(nèi)裝飾裝修涂料的要求。
文檔編號C08G18/32GK101935448SQ20101024857
公開日2011年1月5日 申請日期2010年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月9日
發(fā)明者劉紀(jì)元, 楊少武, 艾小芳, 陳春連 申請人:江蘇大象東亞制漆有限公司