一种减摩水性聚氨酯涂料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种减摩擦水性聚氨酯涂料的制备方法，将在装有搅拌浆、温度计、冷凝管500ml的四口烧瓶中，将二元醇15g、异氰酸酯52.6g混合，在催化剂二月桂酸二丁基锡0.6g存在的条件下，于75~85℃下反应2.5~3h，得到聚氨酯预聚体A；向聚氨酯预聚体A中加入二羟甲基丙酸34g，于75~85℃反应2.5h，加入三乙胺8.6g进行中和反应30min，加水120g进行乳化2h，并加入四丁基氯化膦6g和苯硼酸0.6g，反应温度85℃，反应时间1h，调节体系pH为7~8，得到水性聚氨酯涂料；所得聚氨酯涂料20g~30g倒入所得混合物模板，放置24~48h，得到减摩擦水性聚氨酯涂料，所得聚合物具有较低的摩擦系数。

Preparation of a Friction Reducing Waterborne Polyurethane Coating

The invention discloses a preparation method of friction-reducing waterborne polyurethane coating. In four flasks with mixing slurry, thermometer and condensation tube of 500 ml, the binary alcohol 15g and isocyanate 52.6g are mixed, the catalyst dibutyltin dilaurate 0.6g exists and reacts for 2.5~3h at 75~85 C to obtain polyurethane prepolymer A, and Dihydroxymethyl methyl is added to polyurethane prepolymer A. Water-borne polyurethane coatings were prepared by reaction of 34g propionic acid at 75-85 ~C for 2.5h, adding 8.6g triethylamine for 30 min, adding 120 g water for 2 h, adding 6G tetrabutylphosphine chloride and 0.6g phenylboronic acid at 85 ~C for 1 h, and adjusting the pH of the system for 7-8. The obtained polyurethane coatings were poured into the mixture template of 20g-30g and placed for 24-48h to obtain friction-reducing waterborne polyurethane coatings. Coatings, the resulting polymer has a low friction coefficient.

【技术实现步骤摘要】
一种减摩水性聚氨酯涂料的制备方法
本专利技术属于水性聚氨酯涂料领域，具体涉及一种减摩水性聚氨酯涂料的制备方法。
技术介绍
聚氨酯主要用作聚氨酯合成革、聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯涂料、聚氨酯粘合剂、聚氨酯橡胶（弹性体）和聚氨酯纤维等。此外，聚氨酯还用于土建、地址钻探，采矿和石油工程中，起堵水、稳固建筑物或路基的作用；作为铺面材料，用于运动场的跑道、建筑物的室内地板等。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。缺点是施工工序复杂，对施工环境要求很高，漆膜容易产生弊病。单组分聚氨酯涂料主要有氨酯油涂料、潮气固化聚氨酯涂料、封闭型聚氨酯涂料等品种。应用面不如双组分涂料广，主要用于地板涂料、防腐涂料、预卷材涂料等，其总体性能不如双组分涂料全面。基材在搬运、拖曳的等过程中会经常遇到较为严重的摩擦，然而传统聚氨酯涂料的表面润滑性差，在遇到摩擦的时候容易脱落、破损，降低对基材的保护效果。鱼鳞是呈叠层状分布，其层与层之间结合比较紧密，单个鳞片呈现出不规则中间厚两边薄的6边形形状，由于其独特的排列方式，鱼鳞表面有暴露区和非暴露区，被上一层所覆盖的为非暴露区，鱼鳞表面分为3个区，埋在真皮层且被盖住的为顶区；暴露在外的为基区;两侧为侧区，3区的焦点为鳞焦。电子显微镜下观察鳞片表面有同心圆状的部分为环状线被称为鳞嵴和不连续的放射线部分即鳞沟，大部分鱼鳞有3条鳞沟，鳞嵴和鳞沟可能起到减少阻力的作用。仿造鱼鳞表面的凹孔，建立三维鱼鳞形凹孔简化模型，该模型具有较为明显的减阻效果，相对于光滑表面，鱼鳞形凹坑表面虽然产生了额外的压差阻力，但同时也大幅降低了摩擦阻力，最终产生了减阻效果。专利技术专利201710450821.9涉及到本专利技术公开了一种减摩聚氨酯涂料，它是由重量比为2~3:1的材料A和固化剂组成的，通过油酸与三羟甲基丙烷的酯化反应，得到具有良好润滑性能的酯，同时将无机润滑填料充分有机化，改性了其与聚合物间的分散性，与得到的润滑酯形成有效的协同润滑效果，提高了成品涂膜的减摩性能，本专利技术的最大缺点是非水性、无机填料所加比例大，降低了添加材料与聚氨酯的相容性，同时摩擦性有进一步降低的空间。
技术实现思路
本专利技术公开了一种减摩擦水性聚氨酯涂料，采用了二元醇和异氰酸酯进行反应，再四丁基氯化膦和苯硼酸作用下降低聚氨酯的摩擦系数，同时采用鱼鳞的鱼皮、再固化剂、固话增效剂和减摩擦系数的物质A的作用下进一步降低聚氨酯的摩擦系数，来提高聚氨酯的性能。一种减摩擦水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于：（1）在装有搅拌浆、温度计、冷凝管500ml的四口烧瓶中，将二元醇15g、异氰酸酯52.6g混合，在催化剂二月桂酸二丁基锡0.6g存在的条件下，于75~85℃下反应2.5~3h，得到聚氨酯预聚体A；（2）向聚氨酯预聚体A中加入二羟甲基丙酸34g，于75~85℃反应2.5h，加入三乙胺8.6g进行中和反应30min，加水120g进行乳化2h，并加入四丁基氯化膦6g和苯硼酸0.6g，反应温度85℃，反应时间1h，调节体系pH为7~8，得到水性聚氨酯涂料；（3）将带有鱼鳞的鱼皮15g剥下，依次放入质量浓度为40％、60％、80％、90％、100％的梯度酒精中脱水，然后放入温度为50~60℃的烘箱中烘干，获得干燥的带有鱼鳞的鱼皮；将聚二甲基硅氧烷、固化剂、物质A和固化增效剂按照质量比为10∶1：0.5：0.2的比例混合得到混合物，然后将混合物倒于上述得到的带有鱼鳞一面的鱼皮上，在真空容器中抽真空后转移到温度为110~120℃的烘箱中固化2~3h；将聚二甲基硅氧烷与固化剂的混合物与鱼皮剥离，得到混合物模板；（4）将步骤（2）所得聚氨酯涂料20g~30g倒入步骤（3）所得混合物模板，放置24~48h，得到减摩擦水性聚氨酯涂料。所述的二元醇为聚四氢呋喃醚二醇、聚碳酸酯二醇、1,4-丁二醇的的任意一种；异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯的任意一种；固化剂为二乙烯三胺、四乙烯五胺、二甲胺基丙胺、而己基四胺的任意一种；所述固化增效剂制备方法为：将3，5-二甲氧基苯甲醇54g和磷酸77g混合，升温回流1~3h，水洗至中性，减压干燥，即得到中间体A；再将中间体A、亚磷酸二甲酯35~44g加入到溶剂丙酮66g中，升温70~85℃，反应1h，再加入甲基丙二醇12g和甲醇钠1.6g，于75~85℃下反应2h，减压蒸馏，除去溶剂和残余甲醇，得到固化增效剂；所述物质A为：将邻乙氧基苯酚16g、2,3-二羟基丁二酸35.6g、N-溴代丁二酰亚胺0.4g中加入35g丙酮，于75~80℃下搅拌反应1~2h，再加入氯化铝4.5g和水3.6g，于77~90℃下搅拌反应1h，减压蒸馏除掉丙酮，得物质A。本专利技术的优势在于：（1）仿造鱼鳞表面的凹孔，建立三维鱼鳞形凹孔简化模型，该模型具有较为明显的减阻效果，相对于光滑表面，鱼鳞形凹坑表面虽然产生了额外的压差阻力，但同时也大幅降低了摩擦阻力，最终产生了减阻效果。（2）采用了二元醇和异氰酸酯进行反应，再四丁基氯化膦和苯硼酸作用下降低聚氨酯的摩擦系数，同时采用鱼鳞的鱼皮、再固化剂、固话增效剂和减摩擦系数的物质A的作用下进一步降低聚氨酯的摩擦系数，来提高聚氨酯的性能。（3）份、重量份等同于g。具体实施方式实施例1一种减摩擦水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于：（1）在装有搅拌浆、温度计、冷凝管500ml的四口烧瓶中，将聚四氢呋喃醚二醇15g、甲苯二异氰酸酯52.6g混合，在催化剂二月桂酸二丁基锡0.6g存在的条件下，于75℃下反应2.5h，得到聚氨酯预聚体A；（2）向聚氨酯预聚体A中加入二羟甲基丙酸34g，于75℃反应2.5h，加入三乙胺8.6g进行中和反应30min，加水120g进行乳化2h，并加入四丁基氯化膦6g和苯硼酸0.6g，反应温度85℃，反应时间1h，调节体系pH为7~8，得到水性聚氨酯涂料；（3）将带有鱼鳞的鱼皮15g剥下（15g为实际剥下来的重量），依次放入质量浓度为40％、60％、80％、90％、100％的梯度酒精中脱水，然后放入温度为50℃的烘箱中烘干，获得干燥的带有鱼鳞的鱼皮；将聚二甲基硅氧烷、二乙烯三胺、物质A和固化增效剂按照质量比为10∶1：0.5：0.2（总重量2.2g）的比例混合得到混合物，然后将混合物倒于上述得到的带有鱼鳞一面的鱼皮上，在真空容器中抽真空后转移到温度为110℃的烘箱中固化2h；将聚二甲基硅氧烷、固化剂、物质A和固化增效剂的混合物与鱼皮剥离，得到混合物模板；（4）将步骤（2）所得聚氨酯涂料20g倒入步骤（3）所得混合物模板，放置24h，得到减摩擦水性聚氨酯涂料。所述固化增效剂制备方法为：将3，5-二甲氧基苯甲醇54g本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减摩擦水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于：（1）在装有搅拌浆、温度计、冷凝管500ml的四口烧瓶中，将二元醇15g、异氰酸酯52.6g混合，在催化剂二月桂酸二丁基锡0.6g存在的条件下，于75~85℃下反应2.5~3h，得到聚氨酯预聚体A；（2）向聚氨酯预聚体A中加入二羟甲基丙酸34g，于75~85℃反应2.5h，加入三乙胺8.6g进行中和反应30min，加水120g进行乳化2h，并加入四丁基氯化膦6g和苯硼酸0.6g，反应温度85℃，反应时间1h，调节体系pH为7~8，得到水性聚氨酯涂料；（3）将带有鱼鳞的鱼皮15g剥下，依次放入质量浓度为40％、60％、80％、90％、、100％的梯度酒精中脱水，然后放入温度为50~60℃的烘箱中烘干，获得干燥的带有鱼鳞的鱼皮 ；将 聚 二 甲 基 硅 氧 烷、 固化剂、物质A和固化增效剂按照质量比为 10 ∶ 1：0.5：0.2 的比例混合得到混合物，然后将混合物倒于上述 得到的带有鱼鳞一面的鱼皮上，在真空容器中抽真空后转移到温度为110~120℃的烘箱中固化 2~3h ；将聚二甲基硅氧烷与固化剂的混合物与鱼皮剥离，得到混合物模板 ；（4）将步骤（2）所得聚氨酯涂料20g~30g倒入步骤（3）所得混合物模板，放置24~48h，得到减摩擦水性聚氨酯涂料。...

【技术特征摘要】
1.一种减摩擦水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于：（1）在装有搅拌浆、温度计、冷凝管500ml的四口烧瓶中，将二元醇15g、异氰酸酯52.6g混合，在催化剂二月桂酸二丁基锡0.6g存在的条件下，于75~85℃下反应2.5~3h，得到聚氨酯预聚体A；（2）向聚氨酯预聚体A中加入二羟甲基丙酸34g，于75~85℃反应2.5h，加入三乙胺8.6g进行中和反应30min，加水120g进行乳化2h，并加入四丁基氯化膦6g和苯硼酸0.6g，反应温度85℃，反应时间1h，调节体系pH为7~8，得到水性聚氨酯涂料；（3）将带有鱼鳞的鱼皮15g剥下，依次放入质量浓度为40％、60％、80％、90％、、100％的梯度酒精中脱水，然后放入温度为50~60℃的烘箱中烘干，获得干燥的带有鱼鳞的鱼皮；将聚二甲基硅氧烷、固化剂、物质A和固化增效剂按照质量比为10∶1：0.5：0.2的比例混合得到混合物，然后将混合物倒于上述得到的带有鱼鳞一面的鱼皮上，在真空容器中抽真空后转移到温度为110~120℃的烘箱中固化2~3h；将聚二甲基硅氧烷与固化剂的混合物与鱼皮剥离，得到混合物模板；（4）将步骤（2）所得聚氨酯涂料20g~30g倒入步骤（3）所得混合物模板，放置24~48h，得到减摩擦水性聚氨酯涂料。...

【专利技术属性】
技术研发人员：段瑶瑶，李启同，闫平洋，
申请(专利权)人：段瑶瑶，
类型：发明
国别省市：天津,12