专利名称：一种含天然生漆耐温变抗紫外涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及含天然生漆聚氨酯涂料，具体地说是一种含天然生漆耐温变抗紫外涂料及其制备方法。
背景技术：
生漆是我国特产(占全世界总产量的85％)的天然高分子材料，为油包水体系，生漆(占生漆总量的50-75％)为连续相，水(20-40％)为分散相，树胶质(即多糖，3-5％)和有机氮化合物(含有漆酶，1.5-5％)构成两相的界面。生漆利用历史久远，素有“涂料之王”的美称，出土的漆器已达千年仍完好无损，其漆膜坚硬光亮、耐磨、耐热、耐腐蚀等，为人们所推崇。
对生漆的近百年研究注重于其成份如漆酶、生漆、多糖的分析、结构测定和改性研究。在生漆的涂料改性研究方面，主要围绕生漆的主要成分漆酚( R＝-C15H27)，以甲醛、环氧化合物、乙烯类单体等各种有机化合物与生漆的反应制成涂料，改善生漆性能，如施工性、成膜性、耐碱性等，为开发生漆应用于工业防腐提供了有效途径。生漆金属螯合高聚物研究，发现其具有许多优异性能，为提高生漆的综合性能和增加功能，开辟了新的途径。如生漆钛螯合高聚物防腐蚀涂料，具有耐高温、耐酸、碱、盐等腐蚀的性能，已得到了应用。
但生漆对紫外线的抵抗能力较差，这就限制了生漆在紫外线辐射较强的地区的应用，尤其是在户外的应用。生漆的干燥条件比较苛刻，而且生漆的颜色深，无法用于作浅色的漆，必须对其改性。如中国发明专利(公告号1019805)对生漆精制，然后再加入交联剂和固化剂。如中国发明专利(公告号1001450)对生漆进行改性，首先将漆酚环氧化或带上其它活性基团以破坏其氢醌结构，然后将漆酚环氧预聚体等与过氧酸反应使不饱和脂肪链环氧化或带上其它活性基团，经改性后得到含有多种官能团的漆酚预聚体。但这些发明专利所涉及到的技术，都没有改变生漆不抗紫外线的事实。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提出了耐温差变化，并能抗紫外线辐射的一种含天然生漆耐温变抗紫外涂料及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种含天然生漆耐温变抗紫外涂料，其特征是将天然生漆用异氰酸酯改性，用1，6-六亚甲基二异氰酸酯、或甲撑苯二异氰酸酯、或异佛尔酮二异氰酸酯对生漆的改性，得到新型的高分子材料，作为一组分，即含NCO的组分；另一组分是羟值50～180mgKOH/g的多羟基聚丙烯酸树脂；将这两组分按NCO与OH的摩尔比0.6～2∶1进行混合，在常温下固化制得反应型的耐温差变化和抗紫外线辐射的清漆或色漆涂料。
在多羟基聚丙烯酸树脂中加入耐候性好的颜填料，经研磨到小于20μm的细度，再与NCO组分配合可得到不同颜色的耐温差变化和抗紫外线辐射的有色涂料，以达到较好的装饰效果本发明改性得到的新型高分子材料有了更好的耐候性，表现为有很好的抗紫外线的照射、耐温差变化能力。
本发明涂料的制备方法1.生漆的除水及漆酶的灭活将天然生漆过滤除去可见的杂质之后，在40～100℃，搅拌和抽真空(余压1×104～9×104Pa)1～6h，将水除尽并灭活漆酶，加入适量的无水二甲苯，制成不挥发份为60％的生漆二甲苯溶液。
2.生漆与异氰酸酯的反应按NCO基与OH基的摩尔比1.2～5∶1，于40～120℃下，在1～4h内将生漆的无水芳烃如甲苯或二甲苯的溶液逐渐滴加入到1，6-六亚甲基二异氰酸酯或其缩二脲或其三聚体，或甲撑苯二异氰酸酯，或异佛尔酮二异氰酸酯的无水芳烃如甲苯或二甲苯的溶液中，并在40～120℃下继续反应1～4h，得到透明淡黄至黄色的溶液，NCO含量为5～25％，加入5～25％无水的乙酸丁酯，5～25％无水的乙二醇单甲醚乙酸酯，不挥发份35～75％。
3.多羟基聚丙烯酸树脂清漆和色漆组分羟值50～180mgKOH/g的多羟基聚丙烯酸树脂可直接用于配制清漆，加入15％～60％的颜料和填料，如金红石型的钛白粉，经过研磨至细度小于20μm，作为色漆组分，其羟值40～180mgKOH/g。
4.生漆的耐温差变化和抗紫外线辐射涂料及其制备方法将上述技术方案2中所合成的生漆NCO组分与方案3中的多羟基聚丙烯酸树脂组分，按NCO与OH摩尔比0.6～2∶1配制耐温差变化和抗紫外线辐射涂料。
本发明的有益效果是生漆经异氰酸酯的改性得到的新型高分子材料，使生漆有了在常温下非常活泼的反应基团(-NCO)，能够与含羟基(-OH)的高聚物，如多羟基聚丙烯酸树脂起反应，在常温下成膜，成为自干型的涂料，适用于喷涂、刷涂，还能制成各种浅色的色漆，并且使生漆有了很好的耐候性，表现为有很好的抗紫外线的照射、耐温差变化能力。它的制备方法在生产中容易实施，与纯生漆相比，成本降低了，而且拓展天然生漆高分子材料开发利用空间，提高了它的利用率。
具体实施例方式
实施例1100克浓度为60％的生漆无水二甲苯溶液，在2h内缓慢地滴加至70℃的600克浓度为60％的1，6-六亚甲基二异氰酸酯无水二甲苯溶液中，随后在90℃保温反应2h。加入110克乙酸丁酯和30克乙二醇单甲醚乙酸酯，稀释成不挥发份为50.5％，得到淡黄色透明的溶液，NCO含量为16.4％。
实施例2100克浓度为60％的生漆无水二甲苯溶液，在2h内缓慢地滴加至80℃的600克浓度为55％的甲撑苯二异氰酸酯无水二甲苯溶液中，随后在90℃保温反应2h。加入50克乙酸丁酯和30克乙二醇单甲醚乙酸酯，稀释成不挥发份为51.2％，得到淡黄色透明的溶液，NCO含量为11.2％。
实施例3100克浓度为60％的生漆无水二甲苯溶液，在2h内缓慢地滴加至80℃的600克浓度为55％的异佛尔酮二异氰酸酯无水二甲苯溶液中，随后在90℃保温反应2h。加入50克乙酸丁酯和30克乙二醇单甲醚乙酸酯，稀释成不挥发份为51.4％，得到淡黄色透明的溶液，NCO含量为12.6％。
实施例4100克浓度为60％的生漆无水二甲苯溶液，在2h内缓慢地滴加至50℃的600克浓度为55％的1，6-六亚甲基二异氰酸酯缩二脲无水二甲苯溶液中，随后在80℃保温反应2h。加入50克乙酸丁酯和30克乙二醇单甲醚乙酸酯，稀释成不挥发份为50.6％，得到淡黄色透明的溶液，NCO含量为9.6％。
实施例5100克浓度为60％的生漆无水二甲苯溶液，在2h内缓慢地滴加至50℃的600克浓度为55％的1，6-六亚甲基二异氰酸酯三聚体无水二甲苯溶液中，随后在80℃保温反应2h。加入50克乙酸丁酯和30克乙二醇单甲醚乙酸酯，稀释成不挥发份为50.3％，得到淡黄色透明的溶液，NCO含量为10.3％。
实施例6～15生漆的耐温差变化和抗紫外线辐射涂料。
取上述实施例1～5中的产物，分别与羟值50～180mgKOH/g的多羟基聚丙烯酸树脂，或加入15％～70％的颜料和填料如金红石型的钛白粉，经过研磨至细度小于20μm，羟值40～180mgKOH/g的多羟基聚丙烯酸树脂色漆组分，按NCO与OH摩尔比0.6～1.6，配制成的耐温差变化和抗紫外线辐射清漆或色漆涂料，其性能如下表1和表2。
表1 耐温差变化和抗紫外线辐射清漆的性能
注表1中实施例6～10用的NCO组份分别对应于实施例1～5。
表2 耐温差变化和抗紫外线辐射白色漆的性能
注表2中实施例11～15用的NCO组份分别对应于实施例1～5。
权利要求
1.一种含天然生漆耐温差变化并抗紫外涂料，其特征是将天然生漆用异氰酸酯改性，用1，6-六亚甲基二异氰酸酯、或甲撑苯二异氰酸酯、或异佛尔酮二异氰酸酯对生漆的改性，得到新型的高分子材料，作为一组分，即含NCO的组分；另一组分是的多羟基聚丙烯酸树脂；将这两组分按NCO与OH的摩尔比进行混合，在常温下固化制得反应型的耐温差变化和抗紫外线辐射的清漆或色漆涂料。
2.根据权利要求1所述的一种含天然生漆耐温变抗紫外涂料及其制备方法，其特征是多羟基聚丙烯酸树脂是羟值50～180mgKOH/g。
3.根据权利要求1所述的一种含天然生漆耐温变抗紫外涂料及其制备方法，其特征是两组分按NCO与OH的进行混合其摩尔比为0.6～2∶1。
4.根据权利要求1所述的一种含天然生漆耐温变抗紫外涂料及其制备方法，其特征是在多羟基聚丙烯酸树脂中加入耐候性好的颜填料，经研磨到小于20μm的细度，再与NCO组分配合可得到不同颜色的耐温差变化和抗紫外线辐射的有色涂料。
5.本发明涂料的制备方法，其特征是(1)生漆的除水及漆酶的灭活将天然生漆过滤除去可见的杂质之后，在40～100℃，搅拌和抽真空，余压1×104～9×104Pa，1～6h，将水除尽并灭活漆酶，加入适量的无水二甲苯，制成不挥发份为60％的生漆二甲苯溶液；(2)生漆与异氰酸酯的反应按NCO基与OH基的摩尔比1.2～5∶1，于40～120℃下，在1～4h内将生漆的无水芳烃如甲苯或二甲苯的溶液逐渐滴加入1，6-六亚甲基二异氰酸酯或其缩二脲或其三聚体，或甲撑苯二异氰酸酯，或异佛尔酮二异氰酸酯的无水芳烃如甲苯或二甲苯的溶液中，并在40～120℃下继续反应1～4h，得到透明淡黄至黄色的溶液，NCO含量为5～25％，加入5～25％无水的乙酸丁酯，5～25％无水的乙二醇单甲醚乙酸酯，不挥发份35～75％；(3)多羟基聚丙烯酸树脂清漆和色漆组分羟值50～180mgKOH/g的多羟基聚丙烯酸树脂可直接用于配制清漆，加入15％～60％的颜料和填料，如金红石型的钛白粉，经过研磨至细度小于20μm，作为色漆组分，其羟值40～180mgKOH/g；(4)生漆的耐温差变化和抗紫外线辐射涂料及其制备方法将上述技术方案2中所合成的生漆NCO组分与方案3中的多羟基聚丙烯酸树脂组分，按NCO与OH摩尔比0.6～2∶1配制耐温差变化和抗紫外线辐射涂料。
全文摘要
本发明公开了一种含天然生漆耐温变抗紫外涂料及其制备方法，属天然生漆聚氨酯涂料。将天然生漆用异氰酸酯改性，用1，6－六亚甲基二异氰酸酯、甲撑苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯对生漆的改性，得到新型的高分子材料为一组；多羟基聚丙烯酸树脂组成一组；将两组分按NCO与OH的摩尔比进行混合，在常温下固化制得反应型的耐温差变化和抗紫外线辐射的清漆或色漆涂料。本发明的涂料有很好的抗紫外线的照射、耐温差变化能力。它的制备方法容易，与纯生漆相比，成本降低了，而且拓展天然生漆高分子材料开发利用空间。
文档编号C09D5/00GK1657582SQ20051005497
公开日2005年8月24日 申请日期2005年3月17日 优先权日2005年3月17日
发明者林金火, 高灿培, 胡炳环, 徐艳莲, 陈钦慧 申请人:福建师范大学