一种水性双组份聚氨酯面漆涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种水性双组份聚氨酯面漆涂料，由A组分和B组分组成：其中，A组分按重量份数计，包括如下组分：水性羟基聚丙烯酸酯分散体15‑32份，水性阴离子型聚丙烯酸酯分散体12‑30份，消泡剂0.02‑2份，流平剂0.5‑3份，润湿分散剂1‑5份，防流挂助剂0.2‑4份，附着力促进剂0.3‑1.5份，抗老化剂1‑3份，耐紫外填料12‑20份，体积填料10‑20份，水8‑30份；其中，B组分按重量份数计，包括如下组分：亲水改性脂肪族聚异氰酸固化剂60‑80份，溶剂20‑40份。该面漆涂料安全环保，漆膜外观平整，防腐性能和老化性能优异，并且制备方法简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环保涂料
，特别涉及一种水性双组份聚氨酯面漆涂料及其制备方法。
技术介绍
水性聚氨酯涂料具有优异的防腐及耐候性，经常被用于金属、混凝土等表面的防护，但是为了得到优异的防腐性能多在涂料体系中加入大量的铁红、中铬黄等防腐性能虽好但是对人体有害的填料，在涂料施工及生产过程中对环境及人体造成很大的伤害。水性丙烯酸聚氨酯面漆涂料多采用异氰酸酯作为固化剂在固化过程中由于异氰酸酯与水反应易生成二氧化碳气体，而造成漆膜弊病。周明吉等在文献中(周明吉，矫庆泽赵芸等.水性双组分聚氨酯柔感涂料的制备及性能(J).北京理工大学学报,2012,32(12):1294-1297)以自制聚酯多元醇、二异氰酸酯为原料分别合成含羟基端水性聚氨酯及水性聚氨酯,并以亲水性脂肪族聚异氰酸酯为固化剂,添加适量助剂配制水性双组分聚氨酯柔感涂料。考察了聚酯多元醇的相对分子质量、二羟基丙酸(DMPA)的用量、-OH/-NCO比例等与涂料的稳定性、铅笔硬度、附着力、柔韧性、耐水性、耐溶剂性、耐化学品性、耐刮伤性以及耐化妆品性之间的关系。研究结果发现:合成水性聚氨酯分散体所用的聚酯多元醇的相对分子质量为2000，DMPA质量分数为6％,合成羟基端水性聚氨酯分散体中-OH/-NCO＝1.6，固化过程中-NCO/-OH＝1.5～1.6时，涂料的综合性能最好。中国专利CN105505165公开了一种抗划伤的双组分水性亮光清面漆及其制备方法，该双组分水性亮光清面漆包括甲组分和乙组分，其中甲组分由含羟基聚丙烯酸酯二次分散体，水性聚氨酯分散体，消泡剂，成膜助剂，蜡乳液，流平剂，增稠剂和水组成；乙组分由丙二醇二乙酸酯和含六亚甲基二异氰酸酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯组成。该清面漆除了具有优异的光泽，高丰满度，漆膜表面效果好等特点外，更具有突出的抗划伤性能。以上涂料耐老化性能差，不适合用于金属、混凝土等领域的面漆。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种水性双组份聚氨酯面漆涂料，该涂料是一种水性涂料，安全环保，漆膜外观平整，防腐性能和老化性能优异，并且制备方法简单。本专利技术的目的之二在于提供该聚氨酯面漆涂料的制备方法。本专利技术水性双组份聚氨酯面漆涂料是由A组分和B组分组成的双组分涂料：其中，A组分按重量份数计，包括如下组分：水性羟基聚丙烯酸酯分散体15-32份，水性阴离子型聚丙烯酸酯分散体12-30份，消泡剂0.02-2份，流平剂0.5-3份，润湿分散剂1-5份，防流挂助剂0.2-4份，附着力促进剂0.3-1.5份，抗老化剂1-3份，耐紫外填料12-20份，体积填料10-20份，水8-30份；其中，B组分按重量份数计，包括如下组分：亲水改性脂肪族聚异氰酸固化剂60-80份，溶剂20-40份。本专利技术A组分中的水性羟基聚丙烯酸酯分散体和水性阴离子型聚丙烯酸酯分散体作为基础树脂，这两种树脂混合与可与B组分中的亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂交联成膜获得耐水性好，耐老化性优异的漆膜；水性羟基聚丙烯酸脂分散体与亲水改性脂肪族聚异氰酸酯交联为主要成膜物；水性羟基聚丙烯酸酯分散体、水性阴离子型聚丙烯酸酯分散体与亲水改性脂肪族聚异氰酸酯交联可使所成漆膜耐水、耐老化性能提高。本专利技术所述水性羟基聚丙烯酸酯分散体的重均分子量为3500-5000，优选4000-4400。本专利技术所述水性羟基聚丙烯酸酯分散体的玻璃化温度为40-45℃。优选地，所述水性羟基聚丙烯酸酯分散体的羟基含量为3.5-4.0％(以固体树脂计)；pH值为7-8。优选地，所述水性羟基聚丙烯酸酯分散体为羟基聚丙烯酸酯二级分散体。优选地，所述水性羟基聚丙烯酸酯分散体的平均粒径为0.1-0.2μm。本专利技术所述水性阴离子型聚丙烯酸酯分散体性能指标如下：不挥发份为48-51％，23℃时粘度为1000-3500mPa.s，以固体树脂计羟基含量为3.5-4.0％；pH值为7-8；20℃时密度为1.00-1.10g/ml。优选地，所述水性阴离子型聚丙烯酸酯分散体为二级分散体。本专利技术所述消泡剂选自破泡聚硅氧烷溶液、聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液、不含有机硅的破泡聚硅氧烷和憎水固体的混合物、硅氧化聚醚乳液中的一种或多种。其中破泡聚硅氧烷溶液的不挥发份为15％-30％，聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液的不挥发成分为50％-70％，不含有机硅的破泡聚硅氧烷溶液和憎水固体混合物的不挥发份为20％-38％，硅氧化聚醚的乳液的不挥发份为20％-35％。所述消泡剂优选聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液、不含有机硅的破泡聚硅氧烷和憎水固体在聚乙二醇中的混合物复配，复配重量比为(1-2):1。本专利技术所述流平剂选自聚醚改性硅氧烷溶液、非离子型丙烯酸共聚物溶液、离子型聚丙烯酸酯溶液、聚醚改性丙烯酸类能团聚二甲基硅氧烷溶液、聚醚改性丙烯酸类官能团聚的聚二甲基硅氧烷溶液中的一种或多种，优选聚醚改性硅氧烷溶液。本专利技术所述润湿分散剂选自低分子量多元羧酸聚合物羟基铵盐溶液、多官能团聚合物的醇铵盐溶液、部分中和的多元羧酸聚合物的烃基铵盐和聚硅氧烷共聚物溶液中的一种或多种。其中低分子量多元羧酸聚合物羟基铵盐溶液型润湿分散剂不挥发份为40％-60％，多官能团聚合物的醇铵盐溶液型润湿分散剂不挥发份为30％-50％，部分中和的多元羧酸聚合物的羟基铵盐和聚硅氧烷共聚物溶液型润湿分散剂不挥发份为40％-60％；优选多官能团聚合物的醇铵盐溶液型润湿分散剂。本专利技术所述防流挂助剂选自聚氨酯溶液、脲改性的聚氨酯溶液、聚烃基羧酸酰胺溶液中的一种或多种。本专利技术所述附着力促进剂所述的附着力促进剂选自非离子型化合物类促进剂、硅烷类偶联剂、酞酸酯类偶联剂等，优选硅烷类偶联剂。其中所述硅烷类偶联剂选自γ―氨丙基三甲氧基硅烷氨丙基三乙氧基硅烷3-氨丙基三甲氧基硅烷3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷γ―巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。本专利技术所述防老化剂选自水杨酸酯类紫外光吸收剂、受阻胺类自由基捕获剂、金属络合物猝灭剂、自取代丙烯酸酯类中的一种或多种，优选水杨酸酯类与自取代丙烯酸酯类复配，复配重量比为1：(1-3)。本专利技术所述耐紫外填料选用纳米级金红石型钛白粉或金红石型钛白粉或锐钛型钛白粉，优选纳米级金红石型钛白粉和普通金红石钛白粉的混合物，复配重量比为1：(6-10)，所述纳米级金红石型钛白粉的粒径≤100nm，优选30-80nm。使用纳米级金红石型钛白粉和金红石钛白粉的混合物作为耐老化填料能提高涂层耐老化性。使用性能优异的纳米级金红石型钛白粉添加到涂料中使得漆膜具有自清洁作用，延长漆膜使用寿命。本专利技术所述体积填料选自硫酸钡、滑石粉、碳酸钙、高岭土、云母粉、云母氧化铁粉中的一种或几种，优选滑石粉、硫酸钡、云母粉复配，复配重量比为1：(0.5-1)：(0.5-1)。本专利技术A组分中还可以加入生物环保防腐填料5-20份，生物环保防腐填料用量过大，会使体系颜基比增大，树脂不足以包覆住过多的粉料使得漆膜孔隙较大，耐介质性能下降，成本较高，用量过低，防腐效果差，优选7-15份。所述生物环保防腐填料选自肌醇六磷酸等有机酸及其配伍性的金属化合物之络合物、肌醇六磷酸等有机酸及其配伍性金属化合物和稀土化合物之络合物、聚合磷酸根、钼酸根、硅酸根等配伍性复盐及稀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性双组份聚氨酯面漆涂料，其特征在于以重量份数计，所述双组分水性聚氨酯涂料是由A组分和B组分组成的双组分涂料：其中，A组分按重量份数计，包括如下组分：水性羟基聚丙烯酸酯分散体15‑32份，水性阴离子型聚丙烯酸酯分散体12‑30份，消泡剂0.02‑2份，流平剂0.5‑3份，润湿分散剂1‑5份，防流挂助剂0.2‑4份，附着力促进剂0.3‑1.5份，抗老化剂1‑3份，耐紫外填料12‑20份，体积填料10‑20份，水8‑30份；其中，B组分按重量份数计，包括如下组分：亲水改性脂肪族聚异氰酸固化剂60‑80份，溶剂20‑40份；其中所述耐紫外填料为钛白粉；所述水性双组份聚氨酯面漆涂料使用时将组分A和组分B按质量比(3‑5)：1比例混合。

【技术特征摘要】
1.一种水性双组份聚氨酯面漆涂料，其特征在于以重量份数计，所述双组分水性聚氨酯涂料是由A组分和B组分组成的双组分涂料：其中，A组分按重量份数计，包括如下组分：水性羟基聚丙烯酸酯分散体15-32份，水性阴离子型聚丙烯酸酯分散体12-30份，消泡剂0.02-2份，流平剂0.5-3份，润湿分散剂1-5份，防流挂助剂0.2-4份，附着力促进剂0.3-1.5份，抗老化剂1-3份，耐紫外填料12-20份，体积填料10-20份，水8-30份；其中，B组分按重量份数计，包括如下组分：亲水改性脂肪族聚异氰酸固化剂60-80份，溶剂20-40份；其中所述耐紫外填料为钛白粉；所述水性双组份聚氨酯面漆涂料使用时将组分A和组分B按质量比(3-5)：1比例混合。2.根据权利要求1所述的水性双组份聚氨酯面漆涂料，其特征在于所述的水性羟基聚丙烯酸酯分散体的重均分子量为3500-5000，优选4000-4400；优选地，所述水性羟基聚丙烯酸酯分散体的羟基含量为3.5-4.0％，pH值为7-8。3.根据权利要求1所述的水性双组份聚氨酯面漆涂料，其特征在于所述的水性阴离子型聚丙烯酸酯不挥发份为48-51％，23℃时粘度为1000-3500mPa.s，羟基含量为3.5-4.0％；pH值为7-8；优选地，所述水性阴离子型聚丙烯酸酯分散体为二级分散体。4.根据权利要求1所述的水性双组份聚氨酯面漆涂料，其特征在于所述的消泡剂选自破泡聚硅氧烷溶液、聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液、不含有机硅的破泡聚硅氧烷和憎水固体的混合物、硅氧化聚醚乳液中的一种或多种；优选地，所述消泡剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液、不含有机硅的破泡聚硅氧烷和憎水固体在聚乙二醇中的混合物复配，复配重量比为(1-2):1。5.根据权利要求1所述的水性双组份聚氨酯面漆涂料，其特征在于所述的流平剂选自聚醚改性硅氧烷溶液、非离子型丙烯酸共聚物溶液、离子型聚丙烯酸酯溶液、聚醚改性丙烯酸类能团聚二甲基硅氧烷溶液、聚醚改性丙烯酸类官能团聚的聚二甲基硅氧烷溶液中的一种或多种，优选聚醚改性硅氧烷溶液；所述的防流挂助剂选自聚氨酯溶液、脲改性的聚氨酯溶液、聚烃基羧酸酰胺溶液中的一种或多种；所述的润湿分散剂选自低分子量多元羧酸聚合物羟基铵盐溶液、多官能团聚合物的醇铵盐溶液、部分中和...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏薇，师华，杨振波，刘伟，沙金，韩斌，任春玲，崔晓黎，
申请(专利权)人：中航百慕新材料技术工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11