一種水性聚氨酯涂料及其制備方法
【專利摘要】一種水性聚氨酯涂料及其制備方法，屬于聚氨酯涂料領域。本發明采用了水性聚氨酯膠乳為主要成分，并配合其他成分的協同作用，使得本發明水性聚氨酯涂料分散均勻、耐熱性好、穩定性好，便于儲存于運輸；本發明水性聚氨酯涂料合成工藝簡單、操作簡便、施工方便，具有較高的使用價值。
【專利說明】一種水性聚氨酯涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于涂料的制備方法，尤其涉及一種水性聚氨酯涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 腐蝕會造成巨大損失，金屬腐蝕的防護主要是通過防腐涂料來實現的。目前金屬 防腐中多采用溶劑型防腐涂料，如主要成分為酚醛改性環氧樹脂的TY3318、TY3319,由于不 同的樹脂具有各自獨特的性能，施工中可以根據使用環境的不同選擇將不同的樹脂溶于有 機溶劑中，如聚氨酯具有優異的耐侯及耐化學性、高光澤、耐磨性，有機硅樹脂具有極優秀 的耐熱性可用作耐熱、耐侯涂料的基料等，同時溶劑型涂料可隨地點、氣候的變化進行溶劑 比例的控制，以獲得優質涂膜；但溶劑型涂料的施工中必須使用大量高揮發性溶劑，且施工 工具也必須用溶劑來清洗，涂料氣味過大，對人體及環境均有害。
[0003] 受石油資源、環保法規對揮發性有機物質（V0C)及有害空氣污染物的限制等因素 影響，世界防腐涂料工業在不斷提高性能的同時，開發無公害或少公害及防腐性能優異的 涂料品種。本發明提出一種水性防腐涂料，其制造過程中不使用溶劑，且有很低的V0C含 量，甚至幾乎可達到零V0C的水平，且在高溫、低溫及封閉環境下均能獲得性能良好的防腐 涂層。
[0004] 聚氨酯是綜合性能優異的合成樹脂之一，由于其合成單體品種多、反應條件溫和、 專一、可控，配方調整余地大及其高分子材料的微觀結構特點，可廣泛用于涂料、粘合劑、泡 沫塑料、合成纖維以及彈性體，已經成為人們必不可少的材料之一，其本身就已經形成了一 個多品種、多系列的材料家族，形成了完整的聚氨酯工業體系，這是其他樹脂所不具備的。
[0005] 據有關報道，在全球聚氨酯產品的消耗總量中，北美洲和歐洲占到70%左右。美 國人均年消耗聚氨酯材料約5. 5kg，西歐約4. 5kg，而我國消費水平還很低，年人均不足 0. 5kg。
[0006] 溶劑型的聚氨酯涂料品種眾多，用途廣泛，在涂料產品中占有非常重要的地位。水 性聚氨酯的研究自20世紀50年代，60、70年代，對水性聚氨酯的研究、開發迅速發展，70年 代開始工業化生產用作皮革涂飾劑的水性聚氨酯。進入90年代，隨著人們環保意識以及環 保法規的加強，環境友好的水性聚氨酯的研究、開發日益受到重視，其應用已有皮革涂飾劑 不斷擴展到涂料、粘合劑等領域，正在逐步占領溶劑型聚氨酯的市場。在水性樹脂中，水性 聚氨酯仍然是優秀樹脂的代表。
[0007] 但目前水性聚氨酯涂料均有分散不穩定、耐熱性較差等缺點，本發明針對現有技 術不足，提出一種無須有機溶劑、穩定性好、耐熱性好等優點的水性聚氨酯涂料。
【發明內容】
[0008] 本發明的目的是針對現有技術的不足，基于提高水性聚氨酯涂料的穩定性和耐熱 性，而提出的一種水性聚氨酯涂料及其制備方法。
[0009] 本發明水性聚氨酯涂料，由以下份數的組份組成，所述份數均為重量份：
[0010] 水性聚氨酯膠乳 50-60份； 去離/?水 20-30份； 表面活性劑 6-18份； 消泡劑 8-15份； 抗氧劑 0.5-3份; 硅偶聯劑 6-11份。
[0011] 其中所述的水性聚氨酯膠乳是由以下工藝合成的：
[0012] (1)在安裝有攪拌器、溫度計、滴液漏斗、回流冷凝管的四口燒瓶中按照摩爾比異 佛爾酮二異氰酸酯（iroi):乙二醇：二甲苯=4-5:3-4:0. 5-1的摩爾比，分別將佛爾酮二異 氰酸酯（IPDI)、乙二醇、二甲苯加入四口燒瓶，并連續通入氬氣，常溫下反應4-6h ;
[0013] (2)緩慢滴加0. l-o. 5ml二月桂酸二丁基錫，溫度緩慢升至60-80°C，反應2-4h，旋 轉蒸發除去多余溶劑，即得水性聚氨酯膠乳。
[0014] 其中所述的表面活性劑由以下份數的組份組成，所述份數均為重量份：
[0015] 司盤-60 3-8 份；
[0016] 十二烷基硫酸鈉 3-10份。
[0017] 其中所述的消泡劑由以下份數的組份組成，所述份數均為重量份：
[0018] 聚氧乙烯醚 1-2份；
[0019] 丙二醇 1-2 份。
[0020] 其中所述的抗氧劑由以下份數的組份組成，所述份數均為重量份：
[0021] 2, 6-二叔丁基苯酚 〇? 2-1 份；
[0022] 2, 6-三級丁基-4-甲基苯酚 0? 3-2份。
[0023] 其中所述的硅偶聯劑由以下份數的組份組成，所述份數均為重量份：
[0024] Y _縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷基硅烷 3-6份；
[0025] P _(3, 4-環氧環己基）乙基三乙氧 3-5份。
[0026] 本發明水性聚氨酯涂料的制備工藝如下：
[0027] 將上述除硅偶聯劑之外的成分加入混料器，混合均勻，施工使用之前，加硅偶聯 齊U，起偶聯固化的作用。
[0028] 有益效果說明
[0029] 本發明水性聚氨酯涂料具有如下優點：
[0030] (1)本發明采用了水性聚氨酯膠乳為主要成分，并配合其他成分的協同作用，使得 本發明水性聚氨酯涂料分散均勻、耐熱性好、穩定性好，便于儲存于運輸；
[0031] (2)本發明水性聚氨酯涂料合成工藝簡單、操作簡便、施工方便，具有較高的使用 價值。 具體實施例
[0032] 下面結合實施例對本發明做詳細說明，但不限于此。
[0033] 實施例1
[0034] 本發明提供了一種水性聚氨酯涂料及其制備方法，由以下重量份的組分組成：
[0035] 水性聚氨酯膠乳 500份； 去離子水 20份； 百UVi:-60 3 份； 十二烷基硫酸鈉 3份； 聚氧乙烯醚 1份； 丙二醇 丨份； 2.6- 二叔丁基苯酚 0.2份； 2.6- 三級丁基-4-甲基苯酚 0.3份； Y _縮水甘油醚氧丙基三甲氧基桂焼基桂焼 3份; (3 - (3,4-環氧環己基）乙基三乙氧 3份。
[0036] 本發明水性聚氨酯涂料的制備工藝如下：
[0037] (1)在安裝有攪拌器、溫度計、滴液漏斗、回流冷凝管的四口燒瓶中按照摩爾比異 佛爾酮二異氰酸酯（iroi):乙二醇：二甲苯=4:3:0. 5的摩爾比，分別將佛爾酮二異氰酸酯 (IPDI)、乙二醇、二甲苯加入四口燒瓶，并連續通入氬氣，常溫下反應4h ;
[0038] (2)緩慢滴加0. 1ml二月桂酸二丁基錫，溫度緩慢升至60°C，反應2h，旋轉蒸發除 去多余溶劑，即得水性聚氨酯膠乳；
[0039] (3)將上述除硅偶聯劑之外的成分加入混料器，混合均勻，施工使用之前，加硅偶 聯劑，起偶聯固化的作用。
[0040] 實施例2
[0041] 本發明提供了一種水性聚氨酯涂料及其制備方法，由以下重量份的組分組成：
[0042] 水性聚氨酯膠乳 52份； 上-離_/?水 23份； 司盤-60 4份； 十二烷基硫酸鈉 5份； 聚氧乙烯醚 1份， 丙二醇 1份， 2.6- 二叔丁基苯酚 0.3份； 2.6- 三級丁基-4-甲基苯酚 0.4份； Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷基硅烷 4份， (3 - (3,4-環氧環己基）乙基三乙氧 35份。
[0043] 本發明水性聚氨酯涂料的制備工藝如下：
[0044] (1)在安裝有攪拌器、溫度計、滴液漏斗、回流冷凝管的四口燒瓶中按照摩爾比異 佛爾酮二異氰酸酯（iroi):乙二醇：二甲苯=4. 5:3. 5:0. 6的摩爾比，分別將佛爾酮二異氰 酸酯（IPDI)、乙二醇、二甲苯加入四口燒瓶，并連續通入氬氣，常溫下反應4. 5h ;
[0045] (2)緩慢滴加0? 1-0. 5ml二月桂酸二丁基錫，溫度緩慢升至65°C，反應3h，旋轉蒸 發除去多余溶劑，即得水性聚氨酯膠乳；
[0046] (3)將上述除硅偶聯劑之外的成分加入混料器，混合均勻，施工使用之前，加硅偶 聯劑，起偶聯固化的作用。
[0047] 實施例3
[0048] 本發明提供了一種水性聚氨酯涂料及其制備方法，由以下重量份的組分組成：
[0049] 水性聚氨酯膠乳 58份； 去離子水 26份； "?UV,:-60 5份； 十二烷基硫酸鈉 9份； 聚氧乙烯醚 2份； 丙二醇 2份； 2.6- 二叔丁基苯酚 0.5份； 2.6- 三級丁基-4-甲基苯酚 1份； Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷基硅烷 5份； P - (3,4-環氧環己基）乙基三乙氧 4份。
[0050] 本發明水性聚氨酯涂料的制備工藝如下：
[0051] (1)在安裝有攪拌器、溫度計、滴液漏斗、回流冷凝管的四口燒瓶中按照摩爾比異 佛爾酮二異氰酸酯（iroi):乙二醇：二甲苯=4. 8:3. 5:0. 9的摩爾比，分別將佛爾酮二異氰 酸酯（IPDI)、乙二醇、二甲苯加入四口燒瓶，并連續通入氬氣，常溫下反應5h ;
[0052] (2)緩慢滴加0. 4ml二月桂酸二丁基錫，溫度緩慢升至75°C，反應3h，旋轉蒸發除 去多余溶劑，即得水性聚氨酯膠乳；
[0053] (3)將上述除硅偶聯劑之外的成分加入混料器，混合均勻，施工使用之前，加硅偶 聯劑，起偶聯固化的作用。
[0054] 實施例4
[0055] 本發明提供了一種水性聚氨酯涂料及其制備方法，由以下重量份的組分組成：
[0056] 水性聚氨酯膠乳 60份； 去離/?水 30份； 司盤-60 8份； 十二烷基硫酸鈉 10份； 聚氧乙烯醚 2份； 丙二醇 2份； 2.6- 二叔丁基苯酚 1份； 2.6- 三級丁基-4-甲基苯酚 2份； Y -縮水甘油釀氧丙基二甲氧基桂蹤基桂焼 6份； (3 - (3,4-環氧環己基）乙基三乙氧 5份。
[0057] 本發明水性聚氨酯涂料的制備工藝如下：
[0058] (1)在安裝有攪拌器、溫度計、滴液漏斗、回流冷凝管的四口燒瓶中按照摩爾比異 佛爾酮二異氰酸酯（iroi):乙二醇：二甲苯=5:4:1的摩爾比，分別將佛爾酮二異氰酸酯 (IPDI)、乙二醇、二甲苯加入四口燒瓶，并連續通入氬氣，常溫下反應6h ;
[0059] (2)緩慢滴加0? 1-0. 5ml二月桂酸二丁基錫，溫度緩慢升至80°C，反應4h，旋轉蒸 發除去多余溶劑，即得水性聚氨酯膠乳；
[0060] (3)將上述除硅偶聯劑之外的成分加入混料器，混合均勻，施工使用之前，加硅偶 聯劑，起偶聯固化的作用。
【權利要求】
1. 一種水性聚氨酯涂料，由下述原料構成，所述份數均為重量份： 水性聚氨酯膠乳 50-60份； 去離/·水 20-30汾； 表面活性劑 6-18份； 消泡劑 8-15份； 抗氧劑 0.5-3份; 硅偶聯劑 6-11份。
2. 權利要求1的一種水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述的表面活性劑由以下份數的 組份組成，所述份數均為重量份： 司盤-60 3-8份； 十二烷基硫酸鈉 3-10份。
3. 權利要求1的一種水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述的消泡劑由以下份數的組份 組成，所述份數均為重量份： 聚氧乙烯醚 1-2份； 丙二醇 1-2份。
4. 權利要求1的一種水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述的抗氧劑由以下份數的組份 組成，所述份數均為重量份： 2, 6-二叔丁基苯酚 〇. 2-1份； 2, 6-三級丁基-4-甲基苯酚 0. 3-2份。
5. 權利要求1的一種水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述的硅偶聯劑由以下份數的組 份組成，所述份數均為重量份： Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷基硅烷 3-6份； β_ (3, 4-環氧環己基）乙基三乙氧 3-5份。
6. 權利要求1的一種水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述的水性聚氨酯膠乳是由以下 工藝合成的： 1) 在安裝有攪拌器、溫度計、滴液漏斗、回流冷凝管的四口燒瓶中，分別將佛爾酮二異 氰酸酯（IPDI)、乙二醇、二甲苯加入四口燒瓶，并連續通入氬氣，常溫下反應4-6h; 2) 緩慢滴加0. 1-0. 5ml二月桂酸二丁基錫，溫度緩慢升至60-80°C，反應2-4h，旋轉蒸 發除去多余溶劑，即得水性聚氨酯膠乳。
7. 權利要求1的一種水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述的水性聚氨酯膠乳合成步驟 1)中按照異佛爾酮二異氰酸酯（Iroi):乙二醇：二甲苯=4-5:3-4:0. 5-1的摩爾比添加。
8. 權利要求1述的一種水性聚氨酯涂料的制備方法，其特征在于：將上述除硅偶聯劑 之外的成分加入混料器，混合均勻，施工使用之前，加硅偶聯劑，起偶聯固化的作用。
【文檔編號】C09D175/04GK104449313SQ201410654915
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月17日 優先權日:2014年11月17日
【發明者】尤曉明, 王顯濤, 李洋, 遲文泉, 鄧世海 申請人:山東永泰化工有限公司