專利名稱：：水性雙組分聚氨酯有色涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種水性雙組分聚氨酯有色涂料，用作木器、金屬、塑料等表面裝飾和保護材料。
背景技術(shù)：
：隨著世界^國法規(guī)的健全和人們健康意識的提高，溶劑型涂料的使用越來越受到限制。近年隨著石油價格的不斷上漲，更推動了;^bK性化的H溶劑型聚氨酯涂料由于性能優(yōu)異J^L較快，但是，與溶劑型聚氨酯iiN+的優(yōu)異性能相比，水性單組分聚氨酯涂料的性能相距甚遠，水性雙組分聚氨酯涂料通過使用水性異氰酸酯作為固化劑，交聯(lián)固化后，大大提高了涂膜的交聯(lián)密度，因此，比單組分水性聚氨酯涂料的性能有了較大的改進。但是，目前的水f生^j且分聚氨酯糾在配制糾時，還要加入適量的成膜助劑，而且涂膜石^^較低、耐化學介質(zhì)性能差。中國發(fā)明專利申請20071014847475.5公開了一種水性雙組分聚氨酯有色涂料及其制備方法，為了^bi^阡中的顏料和填料，使用了常賴J貞料M劑，它對涂膜的光澤、耐化學介質(zhì)性均有影響，而JL^^T牛中有時仍要配入適量成膜助劑，這也會增加^#中的揮發(fā)性有機化合物(VOC)含量，對環(huán)境和人體均有影響。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是:提供一種揮發(fā)性有機化合物含量遠低于現(xiàn)有水性雙組分聚氨酯涂料，涂膜石t;l和韌性可以兼顧，耐磨性強而且耐化學介質(zhì)性能優(yōu)良的水性雙組分聚氨酯有色糾。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種水性雙組分聚氨酯有色:^阡，由羥基組分和固化劑組成，其特征在于，羥基組分的組成及各組分的質(zhì)量份為水4~12,分散樹月旨3~6,顏料2~30,聚硅氧烷-聚醚類消泡劑0.1~0.5,丙烯酸羥基乳液50~90，聚珪氧烷-聚醚類潤濕流平劑0.1~0.5，硅酮類增滑劑0.1~0.3,雜環(huán)類殺菌劑0,1~0.5，非離子聚氨酯締合型增稠劑0.1~1;所述丙烯酸羥基乳液的分散相具有核殼結(jié)構(gòu)且核硬殼軟，軟殼是由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為05。C的混合單體形成，硬核是由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為80-105匸的混合單體形成，核/殼單體用量的質(zhì)量比為1:11:3;乳液的羥基含量為2.5~3.0質(zhì)量％，乳液的羥基均為伯羥基且均分布在殼層；合成乳液時所用乳化劑為反應(yīng)型乳化劑；3體經(jīng)共聚而得，以水為分散介質(zhì)，固體^i:為20-40質(zhì)量％，羥基*為2.5~3.0質(zhì)量％，所含羥基為伯羥基；固化劑為固體^J:100質(zhì)量％的水中自乳化型脂肪族異氰酸酯；使用時，羥U且分與固化劑按質(zhì)量份之比68:l混合。上述水性雙組分聚氨酯有色M按以下步驟制備其羥基組分①4安下述配方準備羥lda分的原^K其用量為質(zhì)量4分水4~12，分散樹脂3~6,顏料2~30,聚珪氧烷-聚醚類消泡劑0.1~0.5,丙烯酸羥基乳液50~90,聚硅氧烷-聚醚類潤濕流平劑0.1~0.5，硅酮類增滑劑0.1-0.3,雜環(huán)類殺菌劑0.1-0.5,非離子聚L氨酯締合型增稠劑0.1~1;②按配方量將水、分散樹脂、顏料、消泡劑攪拌均勻后用砂磨機M,M時間為40~60分鐘，制得顏料漿；③在容器中加入配方量的丙烯酸羥基乳液，在攪^^件下加入步驟②制得的顏料漿、潤濕流平劑、增滑劑、殺菌劑，攪拌速度為300-400轉(zhuǎn)/分，攪拌時間為10~20分鐘；④在攪4條件下，將配方量的增稠劑加入到步驟③得到的混合物中，控制加入時間為3~5分鐘，加完后再攪4半15~30分鐘，攪拌ii;復為300~400轉(zhuǎn)/分；⑤用180目的絹布濾網(wǎng)過濾、包裝即得羥Jda分。上述水性雙組分聚氨酯有色涂料中，所述顏料為鈦白粉、碳黑、鐵黑、酞菁藍、鐵紅中的一種或幾種。本發(fā)明的技術(shù)效果是本發(fā)明技術(shù)方案確定的水性雙組分聚氨酯有色涂料具有下述有益效果其一本發(fā)明涂料的羥基組分中采用了具有恰當性能的的丙烯酸羥基乳液，確保涂膜具有優(yōu)異性能。由于本發(fā)明采用的丙烯酸羥基乳液的分散相粒子具有核殼結(jié)構(gòu)且核硬殼軟，核殼比例恰當，因此，該乳液所形成的涂膜克服了現(xiàn)有技術(shù)中涂膜的硬度和韌性不可兼得的弊病。核硬殼軟的核殼結(jié)構(gòu)也提供了好的性，無需加入成膜助劑即可成膜，大大降低了彰fr中的VOC含量，使得^^+更符合環(huán)保要求，此外，本發(fā)明采用的丙烯酸羥基乳液所含羥基均為伯羥基，^JI活性高，而且所有羥基4^分布在乳液的殼部分，從而增大了與水性異氰酸酯固化劑的接觸才幾率，才是高了涂膜的交聯(lián)密度，因而涂膜的硬度、耐化學介質(zhì)性得到明顯提高。本發(fā)明采用的丙烯酸羥基乳液合成時使用反應(yīng)型乳化劑，體系中不含小分子乳化劑，因此乳液具有^^泡性，可以提高涂膜的耐水性和光澤；其二本發(fā)明^#的羥基組分中采用含2.5~3.o質(zhì)量y。羥基的分散樹月旨分散顏料，該M樹脂不僅^J頁料錄均勻，更重要的是該狄樹月旨以水為^L介質(zhì)，降低了絲中的voc含量，而且該^:樹脂含有的羥基使得它與丙烯酸羥基乳液及水性異氰酸酯的混容性好，不影響涂膜的光澤，在涂料施工成膜時，分^:樹脂所含羥基官能團可以和丙烯酸羥基乳液一^與水性異氰酸酯固化劑固化交聯(lián)，因而可以賦予涂膜較好的耐化學介質(zhì)性能，而現(xiàn)有技術(shù)所采用的常規(guī)顏料^L劑不含能參與交聯(lián)固化的官能團，當M固化成膜時，該M劑以游離的形式存在于涂膜中，影響了涂膜的耐化學介質(zhì)等性能；其三本發(fā)明:^H"的固化劑采用能在水中自乳化型的脂肪族異氰酸酯，保持了原溶劑型異氰酸酯固化劑高耐候、高保光、高保色、對光穩(wěn)定的戶外優(yōu)異耐黃變性能，不含有游離的曱苯二異氰酸酯，毒性低，V0C含量極低，具有優(yōu)越的環(huán)保性能；其四本發(fā)明所確定的涂料各組分的配比恰當，既能保證各組分充分發(fā)揮作用，又能保ii^目互協(xié)同作用的實現(xiàn)，確保達到水性雙組分聚氨酯有色M的各種性能。具體實施例方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進行具似苗述，但不受此限制。實施例中所用原料，除另有說明外，均為涂料用工業(yè)品，可以從市場購得。所涉及的設(shè)備均為M工業(yè)常規(guī)設(shè)備。實施例1~3制備本發(fā)明涂料的羥基組分(一)原材料AMi各1、丙烯酸羥基乳液中海油常州涂料化工研究院生產(chǎn)，型號HAE-120(s),^:相具有核殼結(jié)構(gòu)且核硬殼軟，軟殼是由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為0-5。C的混合單體形成，硬核是由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為80105。C的混合單體形成，核/殼單體用量的質(zhì)量比為1:1~1:3;乳液固體含量43質(zhì)量％，羥基含量2.8質(zhì)量°/。；2、M樹脂中海油常州^H匕工研究院生產(chǎn)，型號AHF-IOO,固體含量25質(zhì)量％，羥基含量2.6質(zhì)量％;3、顏料鈦白粉，美國杜邦公司生產(chǎn)，牌號R-706;碳黑，德固薩公司，牌號PrintexU;酞菁藍，江蘇雙樂公司生產(chǎn)，牌號BGS;4、消泡劑聚硅氧烷-聚醚共聚物類消泡劑，德國畢克化學公司生產(chǎn)，牌號BYK-093;也可以用其他聚硅氧烷-聚醚共聚物類消泡劑代替，如德國畢克化學公司生產(chǎn)的BYK-022、BYK-024、BYK-028;德國漢高公司生產(chǎn)的FoamStarA32、FoamStarA34、FoamStarA36、DefomW-052、D勿dranl293;曰本桑諾普科公司生產(chǎn)的SN-399、SN-1310，其效果等同；5、潤濕流平劑聚硅^i克-聚醚共聚物類潤濕流平劑，德國漢高公司生產(chǎn)，牌號H-140;也可使用該公司的其他牌號，如H-llO、H-120,或德國漢高公司生產(chǎn)的BYK-345、BYK-346等代替，其效果等同；6、增滑劑陶氏化學公司，牌號DC51;7、殺菌劑雜環(huán)類殺菌劑，英國捷利康7>司生產(chǎn)，牌號XL-2;也可以用美國羅門哈斯公司生產(chǎn)的LXE代替，其效果等同；8、增稠劑非離子聚氨酯締合型增稠劑，日本旭電化/厶司生產(chǎn)的UH-450;也可以用曰本桑諾普科公司生產(chǎn)的SN-612;美國維樂斯^>司生產(chǎn)的R-288等代替，其效杲等同；9、水符合GB6682-92中三級水規(guī)定。(二)配制羥^^且分①按下述配方準備羥基組分的原料，其用量為質(zhì)量份水4~12,分^:樹脂3~6,顏料2~30,聚硅氧烷-聚醚類消泡劑0.1~0.5，丙烯酸羥基乳液50~90，聚硅氧烷-聚醚類潤濕流平劑0.1~0.5,硅酮類增滑劑0.1~0.3，雜環(huán)類殺菌劑0.1-0.5，非離子聚氨酯締合型增稠劑0.1-1;具體配方Ml。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>②按表i配方量將水、分散樹脂、顏料、消泡劑攪4半均勻后用石少磨才幾分散，^a時間為60分鐘，制得》貞料漿；③在容器中加入配方量的丙烯酸羥基乳液，在攪^^件下加入步驟②制得的顏料漿、潤濕流平劑、增滑劑、殺菌劑，攪拌速度為300~400轉(zhuǎn)/分，攪拌時間為20分鐘；④在攪4^f牛下，將配方量的增稠劑加入到步驟③得到的混合物中，控制加入時間為4分鐘，加完后再攪拌30分鐘，攪拌速度為300~400轉(zhuǎn)/分；⑤用180目的絹布濾網(wǎng)過濾、包裝即分別制得實施例1~3的羥U且分。配制對比例1~2的羥基組分①按下述配方分別準備對比例1和2的羥基組分的原料(用量均為質(zhì)量份)對比例1:(采用不含羥基官能團的SN-5040作為^t劑)水ll，^t劑SN-50400.5,鈥白粉R-70620,消泡劑BYK-0930.5，丙蹄酸羥基乳液HAE-120(s)67.4，潤濕流平劑H-1400.2，增滑劑DC510.1，殺菌劑XL-20.1，增稠劑UH-4500.3;對比例2:(采用不含輕基官能團的SN-5040作為^:劑，丙烯酸羥基乳液為HAE-02并釆用成膜助劑)水ll,M劑SN-50400.5，4太白粉R-70620，消泡劑BYK-0930.5丙烯酸羥基乳液HAE-0267.4，成膜助劑3，潤濕流平劑H-1400.2,增滑劑DC510.1，殺菌劑XL-20.1,增稠劑UH-4500.3;上述SN-5040是日本桑諾普科公司的羧酸型^:劑，不含有羥基官能團；HAE-02是中海油常州涂料化工研究院生產(chǎn)的丙烯酸羥基乳液，其分散相的丙烯酸(酯)單體總組成成分及比例與HAE-12G(s)相同，合成時，使用常規(guī)小分子乳化劑，不具有核殼結(jié)構(gòu)；②按上述配方量將水、M劑、顏料、消泡劑攪拌均勻后用砂磨機分敎，分軟時間為60分鐘，制成顏料漿；③在容器中加入配方量的丙烯酸羥基乳液，在攪4條件下加入步驟①制得的顏料漿、(對比例2需加成膜助劑)、潤濕流平劑、增滑劑、殺菌劑，攪拌時間為20分鐘；④在攪^^f牛下，將配方量的增稠劑加入到步驟③得到的混合物中，控制加入時間為4分鐘，加完后再攪拌30分鐘，攪拌速度為300~400轉(zhuǎn)/分；用180目的絹布濾網(wǎng)過濾、包裝即分別制得對比例1和對比例2的羥脅分。檢測涂膜性能(一)用實施例1~3的羥基組分和對比例1~2羥基i且分分別配制雙組分絲所用固化劑均為脂肪族水中自乳化型異氰酸酯固化劑，德國拜耳公司生產(chǎn)，牌號Bayhydur2655,也可以用德國拜耳公司生產(chǎn)的Bayhydur2487-1，其效果等同；實施例1羥U且分與固化劑的質(zhì)量份比為8:1，實施例2羥基組分與固化劑的質(zhì)量份比均為6:1,實施例3的羥U且分與固化劑的質(zhì)量份比均為7:71，對比例1和對比例2的羥基組分與固化劑的質(zhì)量份比均為8:1，按此比例分別將實施例1~3和對比例1~2的羥^id!L分與固化劑混合均勻，分別制4尋實施侈'J1~3和只于t匕仿J1~2^H"。用上述涂料分別涂覆樣板，涂膜在標準條件下放置7天后測試性能，測試結(jié)果M2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由表2的結(jié)果可以說明，本發(fā)明的涂料(實施例1~3涂料)與對比涂料1和2比較，由于其丙烯酸雍基乳液具有核殼結(jié)構(gòu)且核硬殼軟，核殼比例恰當，同時兼顧了涂膜的石狄和初性戲膜性，而且與^c性異氰酸酯固化劑交WJI充分，涂膜的綜合性能優(yōu)秀，iiH+中的VOC含量極低，使得JiH十更符合環(huán)保要求；與用常規(guī)i貞料^:劑的對比涂料l和對比涂料2比較，本發(fā)明由于采用含羥基的分散樹脂，其涂膜的光澤、耐化學介質(zhì)(乙醇)等性能明顯得到提高;對比涂料2由于使用了成膜助劑，其V0C含量升高。權(quán)利要求1、一種水性雙組分聚氨酯有色涂料，由羥基組分和固化劑組成，其特征在于，羥基組分的組成及各組分的質(zhì)量份為水4～12，分散樹脂3～6，顏料2～30，聚硅氧烷-聚醚類消泡劑0.1～0.5，丙烯酸羥基乳液50～90，聚硅氧烷-聚醚類潤濕流平劑0.1～0.5，硅酮類增滑劑0.1～0.3，雜環(huán)類殺菌劑0.1～0.5，非離子聚氨酯締合型增稠劑0.1～1；所述丙烯酸羥基乳液的分散相具有核殼結(jié)構(gòu)且核硬殼軟，軟殼是由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為0～5℃的混合單體形成，硬核是由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為80～105℃的混合單體形成，核/殼單體用量的質(zhì)量比為1∶1～1∶3；乳液的羥基含量為2.5～3.0質(zhì)量％，乳液的羥基均為伯羥基且均分布在殼層；合成乳液時所用乳化劑為反應(yīng)型乳化劑；所述分散樹脂是丙烯酸類單體或丙烯酸酯類單體經(jīng)共聚而得，以水為分散介質(zhì)，固體含量為20～40質(zhì)量％，羥基含量為2.5～3.0質(zhì)量％，所含羥基為伯羥基；固化劑為固體含量100質(zhì)量％的水中自乳化型脂肪族異氰酸酯；使用時，羥基組分與固化劑按質(zhì)量份之比6～8∶1混合。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的水性雙組分聚氨酯有色涂料，其特征在于，按以下步驟制備其羥基組分①按下述配方準備羥基組分的原料，其用量為質(zhì)量份水4~12,分散樹月旨3-6,顏料2~30,聚硅氧烷-聚醚類消泡劑0.1~0.5,丙烯酸羥基乳液50~90,聚硅^i克-聚醚類潤濕流平劑0.1~0.5,硅酮類增滑劑0.1-0.3，雜環(huán)類殺菌劑0.1~0.5,非離子聚氨酯締合型增稠劑0.1~1;②按配方量將水、*樹脂、顏料、消泡劑攪拌均勻后用砂磨機M，分散時間為40~60分鐘，制得顏料漿；③在容器中加入配方量的丙烯酸羥基乳液，在攪4條件下加入步驟②制得的顏料漿、潤濕流平劑、增滑劑、殺菌劑，攪拌速度為300-400轉(zhuǎn)/分，攪拌時間為10~20分鐘；④在攪^j^件下，將配方量的增稠劑加入到步驟③得到的混合物中，控制加入時間為3~5分鐘，加完后再攪拌15~30分鐘，攪拌i!A為300~400轉(zhuǎn)/分；用180目的絹布濾網(wǎng)過濾、包裝即得羥基組分。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的^^性雙組分聚氨酯有色涂料,其特征在于，所述顏料為鈦白粉、碳黑、鐵黑、狀菁藍、鐵紅中的一種或幾種。全文摘要本發(fā)明涉及一種水性雙組分聚氨酯有色涂料，其羥基組分的各組分以質(zhì)量份計水4～12，分散樹脂3～6，顏料2～30，消泡劑0.1～0.5，丙烯酸羥基乳液50～90，潤濕流平劑0.1～0.5，增滑劑0.1～0.3，殺菌劑0.1～0.5，增稠劑0.1～1；其丙烯酸羥基乳液為硬核軟殼結(jié)構(gòu)，羥基含量2.5～3.0質(zhì)量％，均為伯羥基且均分布在殼層；合成乳液時所用乳化劑為反應(yīng)型乳化劑；固化劑為固體含量100質(zhì)量％的水中自乳化型脂肪族異氰酸酯；使用時，羥基組分與固化劑按質(zhì)量份之比6～8∶1混合；本發(fā)明涂料VOC含量遠低于現(xiàn)有水性雙組分聚氨酯涂料，涂膜硬度和韌性兼顧，耐磨性、耐化學性優(yōu)良。文檔編號C09D175/04GK101654589SQ20091009273公開日2010年2月24日申請日期2009年9月24日優(yōu)先權(quán)日2009年9月24日發(fā)明者何慶迪,史立平,孔志元,武殷,蔡青青申請人:中國海洋石油總公司;中海油常州涂料化工研究院;中海油能源發(fā)展股份有限公司