一种耐丁酮的水性聚氨酯涂料及其成膜方法技术

本发明专利技术提供了耐丁酮的水性聚氨酯涂料及其成膜方法，水性聚氨酯涂料由A、B两种组份制备而成；其中，A组份中各原料按重量百分比计为：水性聚氨酯树脂乳液55‑65％、分散剂0.3‑0.5％、抑泡剂0.1‑0.2％、流平剂0.1‑0.2％、润湿剂0.1‑0.2％、成膜助剂1‑2％、中和剂0.2‑0.6％、增稠剂0.02‑0.1％以及余量的去离子水；B组份为低甲醛醚化的改性三聚氰胺树脂交联剂；将A、B组分按照重量比：95％：5％混合，在高速搅拌器中充分搅拌后静置消泡，用30mm的线棒涂布在PET基材上制备成膜，在烘箱中180℃烘烤1分钟，使固化交联，再在室温条件下冷却；本发明专利技术的涂料具有优异的耐丁酮等溶剂性能，不仅增强了涂料干、湿摩擦牢度，而且有效增强聚氨酯涂层耐有机溶剂性能。适用于包括手机贴膜中PET外层的聚氨酯特殊处理层等。

【技术实现步骤摘要】
一种耐丁酮的水性聚氨酯涂料及其成膜方法
本专利技术涉及属于聚氨酯乳液改性制备技术及涂料
，具体涉及一种耐丁酮的水性聚氨酯涂料及其成膜方法。
技术介绍
丁酮是干馏木材的蒸出液(木醇油)的重要组分，工业上可用二级丁醇脱氢或用丁烯加水氧化法生产。丁酮作为一种重要溶剂，硝酸纤维素、合成树脂都易溶于其中。丁酮的优点是溶解性强，挥发性比丙酮低，属中沸点酮类溶剂。丁酮主要用作溶剂，如炼油工业中作润滑油的脱蜡剂、涂料工业多种树脂的溶剂、液体油墨的溶剂等；可作为萃取剂用于植物油的萃取过程及精制过程的共沸精馏；丁酮还是制备医药、染料、洗涤剂、香料、抗氧化剂以及某些催化剂的是中间体，包括合成抗脱皮剂甲基乙基酮肟、聚合催化剂甲基乙基酮过氧化物、阻蚀剂甲基戊炔醇等。聚氨酯涂料是目前较常见的一类涂料，可以分为双组分聚氨酯涂料和单组分聚氨酯涂料。双组分聚氨酯涂料一般是由异氰酸酯预聚物(也叫低分子氨基甲酸酯聚合物)和含羟基树脂两部分组成，通常称为固化剂组分和主剂组分。这一类涂料的品种很多，应用范围也很广，根据含羟基组分的不同可分为丙烯酸聚氨酯、醇酸聚氨酯、聚酯聚氨酯、聚醚聚氨酯、环氧聚氨酯等品种。一般都具有良好的机械性能、较高的固体含量、各方面的性能都比较好。是目前很有发展前途的一类涂料品种。主要应用方向有木器涂料、汽车修补涂料、防腐涂料、地坪漆、电子涂料、特种涂料、聚氨酯防水涂料等。线性的聚氨酯在一些溶剂中(常用的丙酮、乙酸乙酯、MEK等)极易溶解，即使交联后的聚氨酯也会发生溶胀，在机械摩擦下使聚氨酯材料表面发生脱落、腐蚀等现象，严重影响材料的应用范围。三聚氰胺俗称密胺、蛋白精，是一种三嗪类含氮杂环有机化合物，被用作化工原料。它是白色单斜晶体，几乎无味，微溶于水，可溶于甲醇、甲醛、乙酸、热乙二醇、甘油、吡啶等，不溶于丙酮、醚类有机溶剂。三聚氰胺其分子内内含氮杂环，故以其为原料合成的三聚氰胺甲醛树脂具有比较高的反应活性，且具有低粘度、高交联活性和优良的混溶性而被广泛用于多种涂料的固化剂和木材加工中的胶粘剂。氮丙啶交联剂易溶于水、乙醇、乙醚等，难溶于浓碱液。氮丙啶交联剂(XR-100)在室温下能与羧基反应，所以多官能度的氮丙啶交联剂是含羧基体系的交联剂。氮丙啶交联剂的用量通常为丙烯酸或聚氨酯固含量的1％-3％，可室温固化，也可加温烘烤固化。经过氮丙啶交联剂交联过的涂层能显著改善涂层的耐水性、耐化学品性、耐干湿摩擦性、表面的抗粘性、涂层的牢度以及改善在特殊底材上的附着力等。封闭型水性异氰酸酯交联剂固化剂常温下可与水性树脂(水性聚氨酯、水性丙烯酸酯、氟乳液、有机硅乳液等)长期稳定共存，热处理时该固化剂释放出的异氰酸酯(-NCO)基团与水性树脂分子链上羟基、羧基、氨基等基团反应形成交联结构，可显著改善水性树脂性能。特殊工业产品及生活用品对聚氨酯涂料提出新的要求，工业生产的聚氨酯产品在保持各项质量指标的基础上，部分特殊工业产品及生活用品对聚氨酯另单独增加耐丙酮等溶剂的新性能的要求；例如：一些产品新增加耐丙酮、耐丁酮、耐甲醇汽油、耐乙醇汽油、耐甲醇柴油、耐乙醇柴油、耐甲醇、耐乙醇、耐乙酸、耐汽油、耐无水醋酸等溶剂性能要求。而MEK(丁酮)检验常用于评价涂料的耐溶剂性能。丁酮是一个溶解性很强的溶剂，是聚氨酯的优良溶剂，涂层如果需要长期耐丁酮擦拭和浸泡的话，涂层必须具备非常好的致密性及在丁酮中的不溶解性。在一些聚氨酯产品，需要耐熔剂性能、透明度高、手感滑爽的性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种具有优异的耐丁酮的性能且成膜性好的耐丁酮的水性聚氨酯涂料及其成膜方法。为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种耐丁酮的水性聚氨酯涂料，水性聚氨酯涂料由A、B两种组份制备而成；其中，A组份中各原料按重量百分比计为：水性聚氨酯树脂乳液55-65％、分散剂0.3-0.5％、抑泡剂0.1-0.2％、流平剂0.1-0.2％、润湿剂0.1-0.2％、成膜助剂1-2％、中和剂0.2-0.6％、增稠剂0.02-0.1％以及余量的去离子水；B组份为低甲醛醚化的改性三聚氰胺树脂交联剂。在本专利技术的一个实施例中，上述A组份中各原料为：分散剂(PX4585，巴斯夫)抑泡剂(A363，海川化工)流平剂(57，海名斯化学)润湿剂(C-2817，海逸科技)中和剂(AMP-95，美国陶氏)成膜助剂(乙二醇单丁醚，美国陶氏)增稠剂(AP425，海名斯)。在本专利技术的一个实施例中，所述水性聚氨酯树脂乳液是通过下述方法制备的：(1)在配有温度计、装有电动搅拌、氮气保护的烧瓶中，加入43-80g聚四亚甲基醚二醇和1.3-11g甲基二乙醇胺，在110～120℃真空度为0.09MPa脱水1h，然后降温至58℃；(2)加入14-15g固体MDI，80℃反应2h，冷却至55℃，加入丁酮稀释至固含量为60-70％，冷凝回流；将反应器的温度降至45℃以下；(3)加入2-4ml乙酸，反应0.5-1h，同时加入5％的稀盐酸调节pH＝5～6；将该预聚物冷却至室温，匀速加入去离子水300-500g，在搅拌速率为2000转/分钟下制得固含量大约为20％的水性聚氨酯乳液。在本专利技术的一个实施例中，上述步骤(2)可以替换为：滴加35g异佛尔酮二异氰酸酯，反应50min，然后缓慢升温至70℃，并加入催化剂，反应约4h，然后降温至40℃，加入丁酮稀释至固含量为60％，冷凝回流，加入0.6g1.4-丁二醇，反应1h。在本专利技术的一个实施例中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、三乙胺或二亚乙烯三胺中的任意一种。在本专利技术的一个实施例中，所述A组份和B组份的重量比为20：1。一种耐丁酮的水性聚氨酯涂料的成膜方法，将A、B组分按照重量比：95％：5％混合，在高速搅拌器中充分搅拌后静置消泡，用400目的滤网过滤，再用30mm的线棒涂布在PET基材上制备成膜，在烘箱中180℃烘烤1分钟，使固化交联，再在室温条件下冷却即可。通过上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术的涂料通过引入一种产品可作为羟基、羧基和氨基功能团聚合物的有效交联剂，该交联剂是低甲醚含量的三聚氰胺类树脂交联剂，其本身在丁酮中溶解性差，具有优异的耐丁酮性能，与水性树脂(如水性聚氨酯树脂乳液等粘合剂)配合能形成互穿的网络结构膜，提高这类树脂的粘合牢度，耐丁酮性能和湿摩擦牢度。与现有技术相比，斯塔尔的单组分产品耐丁酮类的溶剂效果优异，但价格昂贵，且含有禁用物质；其余双组份的产品中的固化剂选择比如氮丙啶在室温下会交联固化，导致固化效果不宜控制；异氰酸酯类固化剂如思沃化学的EC-377交联效果虽好，但交联后耐丁酮能力极差；本专利技术的有益效果是赋予聚氨酯薄膜耐丁酮溶剂的性能，且操作简单，高温即可反应，无需催化剂，达到降低成本的目的。本专利技术所得涂料制成的涂层(膜)具有良好的耐丁酮性、耐酸碱性，可广泛应用在防止聚氨酯涂层被丁酮等有机溶剂腐蚀，在物理摩擦、酸碱等外部因素下造成产品损坏刮花；具体产品包括手机贴膜中PET外层的特殊处理层、以及其他液晶显示屏保护层、汽车内饰涂层等可能与各类溶剂接触的设备和工具中，也可用于手机、电话机、笔记本电脑、传真机、复印机、家电遥控器等电子产品塑胶按键、机壳。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐丁酮的水性聚氨酯涂料，其特征在于，水性聚氨酯涂料由A、B两种组份制备而成；其中，A组份中各原料按重量百分比计为：水性聚氨酯树脂乳液55‑65％、分散剂0.3‑0.5％、抑泡剂0.1‑0.2％、流平剂0.1‑0.2％、润湿剂0.1‑0.2％、成膜助剂1‑2％、中和剂0.2‑0.6％、增稠剂0.02‑0.1％以及余量的去离子水；B组份为低甲醛醚化的改性三聚氰胺树脂交联剂。

【技术特征摘要】
1.一种耐丁酮的水性聚氨酯涂料，其特征在于，水性聚氨酯涂料由A、B两种组份制备而成；其中，A组份中各原料按重量百分比计为：水性聚氨酯树脂乳液55-65％、分散剂0.3-0.5％、抑泡剂0.1-0.2％、流平剂0.1-0.2％、润湿剂0.1-0.2％、成膜助剂1-2％、中和剂0.2-0.6％、增稠剂0.02-0.1％以及余量的去离子水；B组份为低甲醛醚化的改性三聚氰胺树脂交联剂。2.根据权利要求1所述的一种耐丁酮的水性聚氨酯涂料，其特征在于，上述A组份中各原料为：分散剂(PX4585，巴斯夫)抑泡剂(A363，海川化工)流平剂(57，海名斯化学)润湿剂(C-2817，海逸科技)中和剂(AMP-95，美国陶氏)成膜助剂(乙二醇单丁醚，美国陶氏)增稠剂(AP425，海名斯)。3.根据权利要求1所述的一种耐丁酮的水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述水性聚氨酯树脂乳液是通过下述方法制备的：(1)在配有温度计、装有电动搅拌、氮气保护的烧瓶中，加入43-80g聚四亚甲基醚二醇和1.3-11g甲基二乙醇胺，在110～120℃真空度为0.09MPa脱水1h，然后降温至58℃；(2)加入14-15g固体MDI，80℃反应2h，冷却至55℃，加入丁酮稀释至固含量为60-70％，冷凝回流；将反应器的温...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪贵城，周小三，马永龙，
申请(专利权)人：运研材料科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31