一种水性聚氨酯涂料及其制备方法
【专利摘要】一种水性聚氨酯涂料及其制备方法，属于聚氨酯涂料领域。本发明采用了水性聚氨酯胶乳为主要成分，并配合其他成分的协同作用，使得本发明水性聚氨酯涂料分散均匀、耐热性好、稳定性好，便于储存于运输；本发明水性聚氨酯涂料合成工艺简单、操作简便、施工方便，具有较高的使用价值。
【专利说明】一种水性聚氨酯涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于涂料的制备方法，尤其涉及一种水性聚氨酯涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 腐蚀会造成巨大损失，金属腐蚀的防护主要是通过防腐涂料来实现的。目前金属 防腐中多采用溶剂型防腐涂料，如主要成分为酚醛改性环氧树脂的TY3318、TY3319,由于不 同的树脂具有各自独特的性能，施工中可以根据使用环境的不同选择将不同的树脂溶于有 机溶剂中，如聚氨酯具有优异的耐侯及耐化学性、高光泽、耐磨性，有机硅树脂具有极优秀 的耐热性可用作耐热、耐侯涂料的基料等，同时溶剂型涂料可随地点、气候的变化进行溶剂 比例的控制，以获得优质涂膜；但溶剂型涂料的施工中必须使用大量高挥发性溶剂，且施工 工具也必须用溶剂来清洗，涂料气味过大，对人体及环境均有害。
[0003] 受石油资源、环保法规对挥发性有机物质（V0C)及有害空气污染物的限制等因素 影响，世界防腐涂料工业在不断提高性能的同时，开发无公害或少公害及防腐性能优异的 涂料品种。本发明提出一种水性防腐涂料，其制造过程中不使用溶剂，且有很低的V0C含 量，甚至几乎可达到零V0C的水平，且在高温、低温及封闭环境下均能获得性能良好的防腐 涂层。
[0004] 聚氨酯是综合性能优异的合成树脂之一，由于其合成单体品种多、反应条件温和、 专一、可控，配方调整余地大及其高分子材料的微观结构特点，可广泛用于涂料、粘合剂、泡 沫塑料、合成纤维以及弹性体，已经成为人们必不可少的材料之一，其本身就已经形成了一 个多品种、多系列的材料家族，形成了完整的聚氨酯工业体系，这是其他树脂所不具备的。
[0005] 据有关报道，在全球聚氨酯产品的消耗总量中，北美洲和欧洲占到70%左右。美 国人均年消耗聚氨酯材料约5. 5kg，西欧约4. 5kg，而我国消费水平还很低，年人均不足 0. 5kg。
[0006] 溶剂型的聚氨酯涂料品种众多，用途广泛，在涂料产品中占有非常重要的地位。水 性聚氨酯的研究自20世纪50年代，60、70年代，对水性聚氨酯的研究、开发迅速发展，70年 代开始工业化生产用作皮革涂饰剂的水性聚氨酯。进入90年代，随着人们环保意识以及环 保法规的加强，环境友好的水性聚氨酯的研究、开发日益受到重视，其应用已有皮革涂饰剂 不断扩展到涂料、粘合剂等领域，正在逐步占领溶剂型聚氨酯的市场。在水性树脂中，水性 聚氨酯仍然是优秀树脂的代表。
[0007] 但目前水性聚氨酯涂料均有分散不稳定、耐热性较差等缺点，本发明针对现有技 术不足，提出一种无须有机溶剂、稳定性好、耐热性好等优点的水性聚氨酯涂料。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是针对现有技术的不足，基于提高水性聚氨酯涂料的稳定性和耐热 性，而提出的一种水性聚氨酯涂料及其制备方法。
[0009] 本发明水性聚氨酯涂料，由以下份数的组份组成，所述份数均为重量份：
[0010] 水性聚氨酯胶乳 50-60份； 去离/?水 20-30份； 表面活性剂 6-18份； 消泡剂 8-15份； 抗氧剂 0.5-3份; 硅偶联剂 6-11份。
[0011] 其中所述的水性聚氨酯胶乳是由以下工艺合成的：
[0012] (1)在安装有搅拌器、温度计、滴液漏斗、回流冷凝管的四口烧瓶中按照摩尔比异 佛尔酮二异氰酸酯（iroi):乙二醇：二甲苯=4-5:3-4:0. 5-1的摩尔比，分别将佛尔酮二异 氰酸酯（IPDI)、乙二醇、二甲苯加入四口烧瓶，并连续通入氩气，常温下反应4-6h ;
[0013] (2)缓慢滴加0. l-o. 5ml二月桂酸二丁基锡，温度缓慢升至60-80°C，反应2-4h，旋 转蒸发除去多余溶剂，即得水性聚氨酯胶乳。
[0014] 其中所述的表面活性剂由以下份数的组份组成，所述份数均为重量份：
[0015] 司盘-60 3-8 份；
[0016] 十二烷基硫酸钠 3-10份。
[0017] 其中所述的消泡剂由以下份数的组份组成，所述份数均为重量份：
[0018] 聚氧乙烯醚 1-2份；
[0019] 丙二醇 1-2 份。
[0020] 其中所述的抗氧剂由以下份数的组份组成，所述份数均为重量份：
[0021] 2, 6-二叔丁基苯酚 〇? 2-1 份；
[0022] 2, 6-三级丁基-4-甲基苯酚 0? 3-2份。
[0023] 其中所述的硅偶联剂由以下份数的组份组成，所述份数均为重量份：
[0024] Y _缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷基硅烷 3-6份；
[0025] P _(3, 4-环氧环己基）乙基三乙氧 3-5份。
[0026] 本发明水性聚氨酯涂料的制备工艺如下：
[0027] 将上述除硅偶联剂之外的成分加入混料器，混合均匀，施工使用之前，加硅偶联 齐U，起偶联固化的作用。
[0028] 有益效果说明
[0029] 本发明水性聚氨酯涂料具有如下优点：
[0030] (1)本发明采用了水性聚氨酯胶乳为主要成分，并配合其他成分的协同作用，使得 本发明水性聚氨酯涂料分散均匀、耐热性好、稳定性好，便于储存于运输；
[0031] (2)本发明水性聚氨酯涂料合成工艺简单、操作简便、施工方便，具有较高的使用 价值。 具体实施例
[0032] 下面结合实施例对本发明做详细说明，但不限于此。
[0033] 实施例1
[0034] 本发明提供了一种水性聚氨酯涂料及其制备方法，由以下重量份的组分组成：
[0035] 水性聚氨酯胶乳 500份； 去离子水 20份； 百UVi:-60 3 份； 十二烷基硫酸钠 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- 三级丁基-4-甲基苯酚 0.3份； Y _缩水甘油醚氧丙基三甲氧基桂焼基桂焼 3份; (3 - (3,4-环氧环己基）乙基三乙氧 3份。
[0036] 本发明水性聚氨酯涂料的制备工艺如下：
[0037] (1)在安装有搅拌器、温度计、滴液漏斗、回流冷凝管的四口烧瓶中按照摩尔比异 佛尔酮二异氰酸酯（iroi):乙二醇：二甲苯=4:3:0. 5的摩尔比，分别将佛尔酮二异氰酸酯 (IPDI)、乙二醇、二甲苯加入四口烧瓶，并连续通入氩气，常温下反应4h ;
[0038] (2)缓慢滴加0. 1ml二月桂酸二丁基锡，温度缓慢升至60°C，反应2h，旋转蒸发除 去多余溶剂，即得水性聚氨酯胶乳；
[0039] (3)将上述除硅偶联剂之外的成分加入混料器，混合均匀，施工使用之前，加硅偶 联剂，起偶联固化的作用。
[0040] 实施例2
[0041] 本发明提供了一种水性聚氨酯涂料及其制备方法，由以下重量份的组分组成：
[0042] 水性聚氨酯胶乳 52份； 上-离_/?水 23份； 司盘-60 4份； 十二烷基硫酸钠 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- 三级丁基-4-甲基苯酚 0.4份； Y -缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷基硅烷 4份， (3 - (3,4-环氧环己基）乙基三乙氧 35份。
[0043] 本发明水性聚氨酯涂料的制备工艺如下：
[0044] (1)在安装有搅拌器、温度计、滴液漏斗、回流冷凝管的四口烧瓶中按照摩尔比异 佛尔酮二异氰酸酯（iroi):乙二醇：二甲苯=4. 5:3. 5:0. 6的摩尔比，分别将佛尔酮二异氰 酸酯（IPDI)、乙二醇、二甲苯加入四口烧瓶，并连续通入氩气，常温下反应4. 5h ;
[0045] (2)缓慢滴加0? 1-0. 5ml二月桂酸二丁基锡，温度缓慢升至65°C，反应3h，旋转蒸 发除去多余溶剂，即得水性聚氨酯胶乳；
[0046] (3)将上述除硅偶联剂之外的成分加入混料器，混合均勻，施工使用之前，加硅偶 联剂，起偶联固化的作用。
[0047] 实施例3
[0048] 本发明提供了一种水性聚氨酯涂料及其制备方法，由以下重量份的组分组成：
[0049] 水性聚氨酯胶乳 58份； 去离子水 26份； "?UV,:-60 5份； 十二烷基硫酸钠 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- 三级丁基-4-甲基苯酚 1份； Y -缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷基硅烷 5份； P - (3,4-环氧环己基）乙基三乙氧 4份。
[0050] 本发明水性聚氨酯涂料的制备工艺如下：
[0051] (1)在安装有搅拌器、温度计、滴液漏斗、回流冷凝管的四口烧瓶中按照摩尔比异 佛尔酮二异氰酸酯（iroi):乙二醇：二甲苯=4. 8:3. 5:0. 9的摩尔比，分别将佛尔酮二异氰 酸酯（IPDI)、乙二醇、二甲苯加入四口烧瓶，并连续通入氩气，常温下反应5h ;
[0052] (2)缓慢滴加0. 4ml二月桂酸二丁基锡，温度缓慢升至75°C，反应3h，旋转蒸发除 去多余溶剂，即得水性聚氨酯胶乳；
[0053] (3)将上述除硅偶联剂之外的成分加入混料器，混合均匀，施工使用之前，加硅偶 联剂，起偶联固化的作用。
[0054] 实施例4
[0055] 本发明提供了一种水性聚氨酯涂料及其制备方法，由以下重量份的组分组成：
[0056] 水性聚氨酯胶乳 60份； 去离/?水 30份； 司盘-60 8份； 十二烷基硫酸钠 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- 三级丁基-4-甲基苯酚 2份； Y -缩水甘油酿氧丙基二甲氧基桂踪基桂焼 6份； (3 - (3,4-环氧环己基）乙基三乙氧 5份。
[0057] 本发明水性聚氨酯涂料的制备工艺如下：
[0058] (1)在安装有搅拌器、温度计、滴液漏斗、回流冷凝管的四口烧瓶中按照摩尔比异 佛尔酮二异氰酸酯（iroi):乙二醇：二甲苯=5:4:1的摩尔比，分别将佛尔酮二异氰酸酯 (IPDI)、乙二醇、二甲苯加入四口烧瓶，并连续通入氩气，常温下反应6h ;
[0059] (2)缓慢滴加0? 1-0. 5ml二月桂酸二丁基锡，温度缓慢升至80°C，反应4h，旋转蒸 发除去多余溶剂，即得水性聚氨酯胶乳；
[0060] (3)将上述除硅偶联剂之外的成分加入混料器，混合均匀，施工使用之前，加硅偶 联剂，起偶联固化的作用。
【权利要求】
1. 一种水性聚氨酯涂料，由下述原料构成，所述份数均为重量份： 水性聚氨酯胶乳 50-60份； 去离/·水 20-30汾； 表面活性剂 6-18份； 消泡剂 8-15份； 抗氧剂 0.5-3份; 硅偶联剂 6-11份。
2. 权利要求1的一种水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述的表面活性剂由以下份数的 组份组成，所述份数均为重量份： 司盘-60 3-8份； 十二烷基硫酸钠 3-10份。
3. 权利要求1的一种水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述的消泡剂由以下份数的组份 组成，所述份数均为重量份： 聚氧乙烯醚 1-2份； 丙二醇 1-2份。
4. 权利要求1的一种水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述的抗氧剂由以下份数的组份 组成，所述份数均为重量份： 2, 6-二叔丁基苯酚 〇. 2-1份； 2, 6-三级丁基-4-甲基苯酚 0. 3-2份。
5. 权利要求1的一种水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述的硅偶联剂由以下份数的组 份组成，所述份数均为重量份： Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷基硅烷 3-6份； β_ (3, 4-环氧环己基）乙基三乙氧 3-5份。
6. 权利要求1的一种水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述的水性聚氨酯胶乳是由以下 工艺合成的： 1) 在安装有搅拌器、温度计、滴液漏斗、回流冷凝管的四口烧瓶中，分别将佛尔酮二异 氰酸酯（IPDI)、乙二醇、二甲苯加入四口烧瓶，并连续通入氩气，常温下反应4-6h; 2) 缓慢滴加0. 1-0. 5ml二月桂酸二丁基锡，温度缓慢升至60-80°C，反应2-4h，旋转蒸 发除去多余溶剂，即得水性聚氨酯胶乳。
7. 权利要求1的一种水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述的水性聚氨酯胶乳合成步骤 1)中按照异佛尔酮二异氰酸酯（Iroi):乙二醇：二甲苯=4-5:3-4:0. 5-1的摩尔比添加。
8. 权利要求1述的一种水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于：将上述除硅偶联剂 之外的成分加入混料器，混合均匀，施工使用之前，加硅偶联剂，起偶联固化的作用。
【文档编号】C09D175/04GK104449313SQ201410654915
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月17日 优先权日:2014年11月17日
【发明者】尤晓明, 王显涛, 李洋, 迟文泉, 邓世海 申请人:山东永泰化工有限公司