一種松香聚氨酯涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種涂料，尤其涉及一種松香聚氨酯涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]水性聚氨酯乳液具有軟硬度可調節、優異的附著力和柔韌性等優點，廣泛地應用于涂料、粘合劑及油墨領域，目前較為成熟的陰離子水性聚氨酯的合成方式主要是通過在聚氨酯分子鏈段上引入親水基團而內乳化，成膜后具有一定吸濕性，成膜機械性能、耐水性、耐溶劑性較差。通常可采用交聯改性和復合改性來提高膠膜的耐水性及機械性能；
為了改善聚氨酯的力學性能、耐水性等性能，同時降低生產成本，本發明以蓖麻油部分代替傳統石化產品多元醇，制備一種新型乳液，使其膠膜性能得到了進一步改善，是一種利用可再生資源來制備環保型高性能乳液涂料的有效方法。
【發明內容】
[0003]本發明目的就是提供了一種松香聚氨酯涂料及其制備方法。
[0004]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種松香聚氨酯涂料，其特征在于該涂料是由質量比為1.7-2:1的A組份和B組份組成，所述的A組份是由下述重量份的原料組成的:
三萜皂苷0.8-1、馬來松香5-7、季戊四醇1-2、鋁酸鈣0.3-0.5、聚丙烯酸甲酯1_2、羧酸甘油酯2-3、乙基纖維素2-3、異佛爾酮二異氰酸酯50-67、聚碳酸酯二醇80-100、聚倍半硅氧烷1.6-3、1，4_ 丁二醇1.3-2、偶氮二異丁腈0.4-0.9、辛酸亞錫0.1-0.17、氟硼酸0.1-0.13、蓖麻油 10-16 ；
所述的B組份是由下述重量份的原料組成的:
二甲硫基甲苯二胺3-4、氫化蓖麻油0.1-0.2、檸檬酸三丁酯4-6、三乙醇胺0.7_1、鈦白粉 4-5。
[0005]一種松香聚氨酯涂料的制備方法，包括以下步驟:
其中A組份的制備方法包括以下步驟:
(1)將上述三萜皂苷加入到10-12倍的去離子水中，攪拌均勻后加入乙基纖維素，升高溫度為60-70°C，攪拌均勻，得纖維乳液；
(2)將馬來松香、季戊四醇混合，在70-80°C下保溫攪拌3-6分鐘，加入聚丙烯酸甲酯，送入100-110°C的油浴中，保溫攪拌20-30分鐘，冷卻后出料，與鋁酸鈣混合，送入膠體磨中磨制均勻，得改性松香；
(3)將聚碳酸酯二醇加熱至100-120°C，減壓除水l_2h；
(4)將蓖麻油加入到5-10倍重量的異丙醇中，攪拌條件下加入氟硼酸、纖維乳液，在60-65°C下保溫攪拌1-2小時，加入氨水，調節溶液PH為8_9，得蓖麻油纖維醇；
(5)將蓖麻油纖維醇加入到脫水后的聚碳酸酯二醇中，加入辛酸亞錫，攪拌條件下加入異佛爾酮二異氰酸酯，通入氮氣，加入I，4- 丁二醇，在85-90°C下反應1-2小時，得聚氨酯預聚體；
(6)將上述偶氮二異丁腈加入到20-30倍的丙酮中，攪拌均勻，為引發劑溶液；
(7)將上述聚氨酯預聚體與改性松香混合，攪拌20-30分鐘，加入聚倍半硅氧烷，80-85°C下滴加上述引發劑溶液，滴加完畢后超聲分散10-20分鐘，加入剩余各原料，脫水，冷卻出料，旋蒸脫去丙酮，即得；
所述的B組份的制備方法包括以下步驟:
將氫化蓖麻油、檸檬酸三丁酯混合，在60-80°C下保溫攪拌7-20分鐘，加入三乙醇胺，攪拌至常溫，加入剩余各原料，攪拌均勻，即得。
[0006]使用方法:
首先將基層表面的塵土、雜物清理干凈，基層必須平整、結實以及干燥，將本發明的A、B組份按照重量份比例混合，攪拌均勻，利用滾刷將混合物均勻涂抹在基層表面。
[0007]本發明的優點是:
本發明首先采用蓖麻油交聯預聚體:
蓖麻油中的多官能團結構可以賦予聚合物一定的交聯，提高聚合物的交聯程度，使得分子鏈間的相互作用力增大，分子鏈運動受阻，水分子難以進入分子鏈間使聚合物溶脹，故膠膜吸水率下降；
同時蓖麻油是脂肪酸的三甘油酯，其分子中長鏈非極性脂肪酸鏈使膠膜具有良好的疏水性，也進一步降低了吸水性；
同時蓖麻油中的酯基具有較高的內聚能，可以提高膠膜的拉伸強度；
而乙基纖維素具有較好的耐熱性、熱塑性，與聚氨酯具有很好的相容性，可以提高預聚體的綜合性能；
然后將聚氨酯預聚體與聚倍半硅氧烷共混改性:
由于聚倍半硅氧烷是含有Si — O — Si骨架結構的納米粒子，可以構阻止聚合物內部的有機物在進一步氧化和分解過程中易揮發物的釋放，具備很好的熱穩定性同時易于官能化，能很好地引入到有機基體中改善聚合物性能，在受氧化的條件下還會生成Si02包覆在表面，可使材料隔氧、隔熱、致使阻燃效果增加；
本發明的松香聚氨酯涂料拉伸強度大，對基層變形適應能力強，成本低。
【具體實施方式】
[0008]下面結合實施例對本發明作進一步詳細描述:
實施例1:
一種松香聚氨酯涂料，其特征在于該涂料是由質量比為1.7-2:1的A組份和B組份組成，所述的A組份是由下述重量份的原料組成的:
三萜皂苷0.8、馬來松香5、季戊四醇2、鋁酸鈣0.5、聚丙烯酸甲酯2、羧酸甘油酯2、乙基纖維素2、異佛爾酮二異氰酸酯67、聚碳酸酯二醇100、聚倍半硅氧烷1.6、1，4_ 丁二醇1.3、偶氮二異丁腈0.9、辛酸亞錫0.17、氟硼酸0.13、蓖麻油16 ;
所述的B組份是由下述重量份的原料組成的:
二甲硫基甲苯二胺3、氫化蓖麻油0.2、檸檬酸三丁酯6、三乙醇胺0.7、鈦白粉4-5。
[0009]一種松香聚氨酯涂料的制備方法，包括以下步驟: 其中A組份的制備方法包括以下步驟:
(1)將上述三萜皂苷加入到12倍的去離子水中，攪拌均勻后加入乙基纖維素，升高溫度為70°C，攪拌均勻，得纖維乳液；
(2)將馬來松香、季戊四醇混合，在80°C下保溫攪拌3分鐘，加入聚丙烯酸甲酯，送入110°C的油浴中，保溫攪拌30分鐘，冷卻后出料，與鋁酸鈣混合，送入膠體磨中磨制均勾，得改性松香；
(3)將聚碳酸酯二醇加熱至120°C，減壓除水2h；
(4)將蓖麻油加入到10倍重量的異丙醇中，攪拌條件下加入氟硼酸、纖維乳液，在65°C下保溫攪拌I小時，加入氨水，調節溶液PH為9，得蓖麻油纖維醇；
(5)將蓖麻油纖維醇加入到脫水后的聚碳酸酯二醇中，加入辛酸亞錫，攪拌條件下加入異佛爾酮二異氰酸酯，通入氮氣，加入1，4_ 丁二醇，在90°C下反應I小時，得聚氨酯預聚體；
(6)將上述偶氮二異丁腈加入到20-30倍的丙酮中，攪拌均勻，為引發劑溶液；
(7)將上述聚氨酯預聚體與改性松香混合，攪拌20分鐘，加入聚倍半硅氧烷，85°C下滴加上述引發劑溶液，滴加完畢后超聲分散20分鐘，加入剩余各原料，脫水，冷卻出料，旋蒸脫去丙酮，即得；
所述的B組份的制備方法包括以下步驟:
將氫化蓖麻油、檸檬酸三丁酯混合，在60°C下保溫攪拌20分鐘，加入三乙醇胺，攪拌至常溫，加入剩余各原料，攪拌均勻，即得。
[0010]性能測試:
拉伸強度6.0MPa ；
撕裂強度21N/_ ；
斷裂伸長率:570% ；
不透水性:0.3MPa、30min:不透水。
【主權項】
1.一種松香聚氨酯涂料，其特征在于該涂料是由質量比為1.7-2:1的A組份和B組份組成，所述的A組份是由下述重量份的原料組成的: 三萜皂苷0.8-1、馬來松香5-7、季戊四醇1-2、鋁酸鈣0.3-0.5、聚丙烯酸甲酯1_2、羧酸甘油酯2-3、乙基纖維素2-3、異佛爾酮二異氰酸酯50-67、聚碳酸酯二醇80-100、聚倍半硅氧烷1.6-3、1，4_ 丁二醇1.3-2、偶氮二異丁腈0.4-0.9、辛酸亞錫0.1-0.17、氟硼酸0.1-0.13、蓖麻油 10-16 ； 所述的B組份是由下述重量份的原料組成的: 二甲硫基甲苯二胺3-4、氫化蓖麻油0.1-0.2、檸檬酸三丁酯4-6、三乙醇胺0.7_1、鈦白粉 4-5。2.一種如權利要求1所述的松香聚氨酯涂料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 其中A組份的制備方法包括以下步驟: (1)將上述三萜皂苷加入到10-12倍的去離子水中，攪拌均勻后加入乙基纖維素，升高溫度為60-70°C，攪拌均勻，得纖維乳液； (2)將馬來松香、季戊四醇混合，在70-80°C下保溫攪拌3-6分鐘，加入聚丙烯酸甲酯，送入100-110°C的油浴中，保溫攪拌20-30分鐘，冷卻后出料，與鋁酸鈣混合，送入膠體磨中磨制均勻，得改性松香； (3)將聚碳酸酯二醇加熱至100-120°C，減壓除水l_2h； (4)將蓖麻油加入到5-10倍重量的異丙醇中，攪拌條件下加入氟硼酸、纖維乳液，在60-65°C下保溫攪拌1-2小時，加入氨水，調節溶液PH為8_9，得蓖麻油纖維醇； (5)將蓖麻油纖維醇加入到脫水后的聚碳酸酯二醇中，加入辛酸亞錫，攪拌條件下加入異佛爾酮二異氰酸酯，通入氮氣，加入I，4- 丁二醇，在85-90°C下反應1-2小時，得聚氨酯預聚體； (6)將上述偶氮二異丁腈加入到20-30倍的丙酮中，攪拌均勻，為引發劑溶液； (7)將上述聚氨酯預聚體與改性松香混合，攪拌20-30分鐘，加入聚倍半硅氧烷，80-85°C下滴加上述引發劑溶液，滴加完畢后超聲分散10-20分鐘，加入剩余各原料，脫水，冷卻出料，旋蒸脫去丙酮，即得； 所述的B組份的制備方法包括以下步驟: 將氫化蓖麻油、檸檬酸三丁酯混合，在60-80°C下保溫攪拌7-20分鐘，加入三乙醇胺，攪拌至常溫，加入剩余各原料，攪拌均勻，即得。
【專利摘要】本發明公開了一種松香聚氨酯涂料，首先采用蓖麻油交聯預聚體：蓖麻油中的多官能團結構可以賦予聚合物一定的交聯，提高聚合物的交聯程度，使得分子鏈間的相互作用力增大，分子鏈運動受阻，水分子難以進入分子鏈間使聚合物溶脹，故膠膜吸水率下降；同時蓖麻油是脂肪酸的三甘油酯，其分子中長鏈非極性脂肪酸鏈使膠膜具有良好的疏水性，也進一步降低了吸水性；同時蓖麻油中的酯基具有較高的內聚能，可以提高膠膜的拉伸強度；而乙基纖維素具有較好的耐熱性、熱塑性，與聚氨酯具有很好的相容性，可以提高預聚體的綜合性能；然后將聚氨酯預聚體與聚倍半硅氧烷共混改性。
【IPC分類】C08G18/67, C09D175/14, C09D183/04, C08G18/64, C08G18/44, C08G18/75, C09D7/12
【公開號】CN104910799
【申請號】CN201510332803
【發明人】徐 明
【申請人】合肥吉科新材料有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年6月16日