耐候性和弹性兼优的涂料组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种耐候性和弹性兼优的涂料组合物，由固化剂组分Ａ和羟基组分Ｂ组成，固化剂组分Ａ包含数均分子量１５０～１５００的聚内酯多元醇１００份、含伯羟基的２～４元醇１～１０份、含羟基氟共聚物２０～１００份、脂肪族和／或脂环族二异氰酸酯，其中异氰酸酯基－ＮＣＯ和全部羟基－ＯＨ的当量比为２．０～５．０；羟基组分Ｂ包含至少两种数均分子量１５０～１５００的聚内酯多元醇１００份、含伯羟基的３～６元醇１～１０份、脂肪族和／或脂环族二异氰酸酯，其中异氰酸酯基－ＮＣＯ和全部羟基－ＯＨ的当量比为０．３～０．８；固化剂组分Ａ和羟基组分Ｂ的配比，按－ＮＣＯ／－ＯＨ当量比计为０．８～１．４，以上的份均为重量份。

【技术实现步骤摘要】
耐候性和弹性兼优的涂料组合物
本专利技术涉及一种耐候性和弹性兼优的涂料组合物。
技术介绍
近年来，随着涂料用化工原料的极大丰富以及许多建筑、汽车内外装饰、风力发电等新兴行业对涂料的弹性、耐候性、强度等性能的要求日益提高，各种类型的弹性涂料不断出现，例如：用于建筑行业的以乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)和硅丙乳液为主的建筑涂料；在汽车内外装饰用涂料中，含羟基的丙烯酸、聚酯树脂中填加弹性微胶粒；用耐候性好的脂肪族和/或脂环族聚异氰酸酯交联固化形成的弹性聚氨酯涂料等。但是，上述这些涂料虽然其涂层弹性有适当提高，但却造成涂层耐候性或涂层强度有所下降。由于涂层的弹性、耐候性和强度之间是相互制约的，因此获得能兼顾上述三种性能的涂料是比较困难的。例如，日本专利公开昭57-34107和昭58-34866中，介绍了以含氟聚多元醇为主剂，以多价异氰酸酯为固化剂的氟涂料，其耐候性优异，但不能获得高弹性的涂层。又如，在日本专利公开平3-167276中，介绍了一种以含氟羟基共聚物为主剂，以数均分子量500～1500的聚内酯多元醇，脂肪族和/或脂环族二异氰酸酯反应制得的聚异氰酸酯为固化剂并按NCO/OH的当量比为0.8～1.2配漆，所得涂层的可绕性、耐候性都很优异，而且还具备了一定的伸长率。但是，由于该涂料只针对固化剂部分进行了弹性改进，因此其弹性只适用于要求不高的场合，对于要求更高弹性、耐磨性的场合仍无法满足。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种耐候性和弹性兼优的涂料组合物，该涂料形成的涂层能兼顾弹性、耐候性和强度。实现本专利技术目的的技术方案：一种耐候性和弹性兼优的涂料组合物，由固化剂组分A和羟基组分B组成，其固化剂组分A包含数均分子量150～1500的聚内酯多元醇100份、含伯羟基的2～4元醇1～10份、含羟基氟共聚物20～100份、脂肪族和/或脂环族二异氰酸酯，其中异氰酸酯基-NCO和全部羟基-OH的当量比为2.0～5.0；羟基组分B包含至少两种数均分子量150～1500的聚内酯多元醇100份、含伯羟基的3～6元醇1～10份、脂肪族和/或脂环族二异氰酸酯，其中异氰酸酯基-NCO和全部羟基-OH的当量比为0.3～0.8；-->固化剂组分A和羟基组分B的配比，按-NCO/-OH当量比计为0.8～1.4，以上的份均为重量份。上述涂料组合物中，所述固化剂组分A和羟基组分B中的数均分子量150～1500的聚内酯多元醇是由10～80重量份含伯羟基的2～4元醇，在催化剂存在下加热，与100重量份C4～C9的内酯化合物进行开环聚合反应，直至内酯化合物单体含量≤0.3％制成的。所述含伯羟基的2～4元醇的具体代表例有乙二醇、一缩乙二醇、丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、新戊二醇、己二醇等二元醇；三羟甲基丙烷、甘油、三羟乙基异氰脲酸酯等三元醇；二聚三羟甲基丙烷、季戊四醇、二聚季戊四醇、山梨醇等四元醇。所述C4～C9的内酯化合物的具体代表例有γ-丁内酯、δ-戊内酯、ε-己内酯、η-辛内酯、ξ-庚内酯或者它们的同位异构体；所用催化剂的具体代表例有钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、异丙基三硬脂酰基钛酸酯、二(二异辛基焦磷酰基)甲基(羟乙酸钛酸酯)等钛酸酯类化合物，还有二丁基二月桂酸锡、辛酸亚锡、氯化亚锡、醋酸锂、异辛酸锌等金属化合物，催化剂用量为反应物总量的0.5％左右。上述涂料组合物中，所述固化剂组分A是在至少两种溶剂中，将配方量聚酯多元醇、2～4元醇、含羟基氟共聚物回流3～4小时后，在40℃以下通惰性气体，一次性或分批加入至少一种二异氰酸酯，在50～120℃下反应4～24小时制成的，二异氰酸酯单体残留量＜1％，所用溶剂均不含可与异氰酸酯官能团反应的活泼氢，其具体代表例有甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚乙酸酯、乙二醇丁醚乙酸酯、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇甲醚丙酸酯、二甲基甲酰胺、四氢呋喃等，从中选择至少两种作成混合溶剂，这样，可提高溶解性、混溶性、挥发速度等，如果需要制成无溶剂体系，可以在制备固化剂组分A的最后反应阶段，采用减压蒸馏，除去所加溶剂，减压蒸馏温度≤120℃。在反应过程中，温度低于50℃会导致反应时间太长，既不经济，也不符合产业化要求；如温度高于120℃会发生氨酯化反应以外的副反应，形成脲基等不期望的产物，导致反应物粘度上升，混溶性差，甚至出现胶粒等，不利于使用。另外根据需要，可加入适量催化剂，促进-NCO与-OH的反应，可选用涂料常用的锡类化合物和/或胺类化合物(如三乙胺、二亚乙基三胺、N-乙基吗啡啉等)和/或醇胺类化合物(如三乙醇胺、甲基二乙醇胺、乙醇胺等)。上述涂料组合物中，所述含羟基氟共聚物是市售品，它们是由环己酯乙烯基醚或羟基烷基乙烯基醚、乙烯基酯、烯丙基醚单体或它们的改性单体，与氟乙烯或三氟乙烯单体共聚而成的。具体代表例有日本旭硝子公司生产的-->LUMIFLON系列，例如：LF100、LF200、LF400、LF600、LF700等；大连振邦及上海三爱富新材料股份有限公司等生产的类似产品。上述涂料组合物中，所述羟基组分B是在至少两种溶剂中，将配方量的至少一种聚内酯多元醇、3～6元醇回流3～4小时，在40℃以下，一次性或分批加入至少一种二异氰酸酯，通惰性气体，在50～120℃下反应4～24小时，再加入至少一种与已加入的聚内酯多元醇不同的聚内酯多元醇，在80～150℃下反应3～12小时制成的，所用溶剂均不含可与异氰酸酯官能团反应的活泼氢。在第一步反应中，温度低于50℃会导致反应时间太长，延长了工期，相反，超过120℃会发生氨酯化反应之外的副反应，形成脲基等不期望的产物，导致反应物粘度上升，混溶性差，甚至出现胶粒等，不利于后续反应的进行；在第二步反应中，温度低于80℃也会延长反应时间且反应不彻底，影响羟基组分B的贮存稳定性，温度高于150℃，会产生歧化反应，导致粘度上升太快，不利于使用。在上述涂料组合物中，所述固化剂组分A中所采用的聚内酯多元醇，与羟基组分B中所采用的聚内酯多元醇中的一种相同，或者完全不相同。在上述涂料组合物中，固化剂组分A和羟基组分B中的脂肪族和/或脂环族二异氰酸酯的具体代表例有1，6-六亚甲基二异氰酸酯、4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯、甲基环己烷-2，6(2，4)-二异氰酸酯、环己烷-1，3-二异氰酸酯、3-异氰酸酯亚甲基-3，5，5-三甲基环己基二异氰酸酯、2，2，4(2，4，4)-三甲基六甲撑二异氰酸酯或它们的异物体等，优选4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯或3-异氰酸酯亚甲基-3，5，5-三甲基环己基二异氰酸酯。在上述涂料组合物中，为加速-NCO和-OH的反应速度，提高涂料的低温干燥性能，可加入N，N′-内次乙基哌嗪、二丁基二月桂酸锡、辛酸亚锡、二乙基四钛酸己酯等固化促进剂。本专利技术的涂料组合物，可以在羟基组分B中加入适当颜料、染料、填料制成色漆。为更进一步提高涂料的相应性能也可适量加入通常涂料用的助剂如润湿分散剂、流平剂、消泡剂、消泡-抑泡剂、粘度调整剂、附着力促进剂、紫外线吸收剂、抗氧剂等。本专利技术的涂料组合物可采用通常的涂料制造设备生产。使用本专利技术涂料组合物时，可采用常规涂料施工工具。根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐候性和弹性兼优的涂料组合物，由固化剂组分Ａ和羟基组分Ｂ组成，其特征在于：固化剂组分Ａ包含数均分子量１５０～１５００的聚内酯多元醇１００份、含伯羟基的２～４元醇１～１０份、含羟基氟共聚物２０～１００份、脂肪族和／或脂环族二异氰酸酯，其中异氰酸酯基－ＮＣＯ和全部羟基－ＯＨ的当量比为２．０～５．０；　　　　羟基组分Ｂ包含至少两种数均分子量１５０～１５００的聚内酯多元醇１００份、含伯羟基的３～６元醇１～１０份、脂肪族和／或脂环族二异氰酸酯，其中异氰酸酯基－ＮＣＯ和全部羟基－ＯＨ的当量比为０．３～０．８；　　　　固化剂组分Ａ和羟基组分Ｂ的配比，按－ＮＣＯ／－ＯＨ当量比计为０．８～１．４，以上的份均为重量份。

【技术特征摘要】
1、一种耐候性和弹性兼优的涂料组合物，由固化剂组分A和羟基组分B组成，其特征在于：固化剂组分A包含数均分子量150～1500的聚内酯多元醇100份、含伯羟基的2～4元醇1～10份、含羟基氟共聚物20～100份、脂肪族和/或脂环族二异氰酸酯，其中异氰酸酯基-NCO和全部羟基-OH的当量比为2.0～5.0；羟基组分B包含至少两种数均分子量150～1500的聚内酯多元醇100份、含伯羟基的3～6元醇1～10份、脂肪族和/或脂环族二异氰酸酯，其中异氰酸酯基-NCO和全部羟基-OH的当量比为0.3～0.8；固化剂组分A和羟基组分B的配比，按-NCO/-OH当量比计为0.8～1.4，以上的份均为重量份。2、根据权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于：所述固化剂组分A和羟基组分B中的数均分子量150～1500的聚内酯多元醇是由10～80重量份含伯羟基的2～4元醇，在催化剂存在下加热，与100重量份C4～C9的内酯化合物进行开环聚合反应，直至内酯化合物单体含量≤0.3％制成的。3、根据权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于：所述固化剂组分A是在至少两种溶剂中，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：狄志刚，付敏，袁立新，朱晓丰，许后麟，
申请(专利权)人：中国化工建设总公司常州涂料化工研究院，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]