一种水性聚氨酯涂料组合物及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种水性聚氨酯涂料组合物，由A组分与B组分组成，其中，A组分：以A组分总重量份为100份计，包括以下重量份的组分：水性羟基丙烯酸树脂分散体40‑70份；颜料10‑40份；助剂4.1‑14份；成膜溶剂3‑10份；B组分，包括：聚异氰酸酯固化剂；其中，A组分与B组分质量比为100：15‑30。其作为聚氨酯涂料具有宽的施工窗口、爆泡膜厚高，在常温及高温低湿、高温高湿等条件下，具有好的抗流挂性能。本发明专利技术还公开了该聚氨酯涂料组合物的应用。

An aqueous polyurethane coating composition and its application

【技术实现步骤摘要】
一种水性聚氨酯涂料组合物及其应用
本专利技术涉及涂料领域。更具体地，涉及一种水性聚氨酯涂料组合物及其应用。
技术介绍
水性涂料是以高分子分散体为成膜物质，水为分散介质的多组分材料，比传统的溶剂型涂料具有更低的挥发性有机物的排放，是绿色、环保、健康的环境友好型高分子材料。水性聚氨酯涂层具有良好的耐候性与提供良好的外观，对底漆(如环氧)具有良好的附着力，广泛应用于工程机械及轨道交通车辆车身的涂层。但水性双组份聚氨酯涂料在施工应用方面有以下问题，很大程度上限制了水性聚氨酯涂层的推广应用。水性双组份的聚氨酯在施工应用中，由于聚异氰酸酯固化剂与水存在反应释放二氧化碳气体，导致施工过程中喷涂低膜厚时很容易反应。聚异氰酸酯固化剂通常分为亲水型与疏水型两大类。亲水型聚异氰酸酯在水中也可有效的分散，也与水性羟基丙烯酸树脂分散体相容性良好。但此类固化剂的粘度一般具有较高的粘度，使用时需要额外的有机溶剂稀释到合适的粘度，增加了涂料施工过程中有机物的含量。由于亲水型固化剂与水的相容性好，且具有很强的水合能力，施工过程中与水的接触机会多，很容易与水反应释放二氧化碳气体。因此，基于亲水型固化剂喷涂时膜厚超过60μm很容易出现爆泡。疏水型固化剂的产品粘度低，在低剪切条件下可条件较小的粒径，也同样与羟基丙烯酸树脂分散体良好的反应，但由于其疏水的特性，在施工过程中与水的接触机会少，因此漆膜的爆泡膜厚比较高。爆泡的存在对漆膜的耐盐雾性、耐水性、耐化学品等有明显负面影响，严重影响最终产品的质量。水性涂料主要分散介质为水，对外界的温湿度比较敏感。这主要是由于喷涂后的漆膜中有大量水残留，水的干燥强烈依赖于外界温湿度的变化。尤其在高湿条件下，周围环境的蒸发驱动力弱，水残留在湿膜中，喷涂后很容易出现流挂。流挂的问题限制了生产产品的节奏，影响产品的节奏。在涂料工业应用中，环氧底漆与聚氨酯涂层搭配具有广泛的应用，比如轨道交通与工程机械领域。聚氨酯涂层如可搭配不同类型的环氧底漆，比如单组份与双组份环氧底漆，也为施工性提供便利，同时拓宽了聚氨酯面漆应用范围。鉴于此，需要提供一种基于水性丙烯酸树脂分散体构筑的宽施工性聚氨酯涂层，此涂层具有良好的高的爆泡膜厚、好的抗流挂性，同时单组份与双组份环氧底漆有良好的匹配性。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种水性聚氨酯涂料组合物，以解决现有的基于水性丙烯酸树脂分散体的聚氨酯涂层施工窗口窄，即爆泡膜厚尤其在高温低湿、高温高湿等条件下，抗流挂性能差、难以同时匹配单组份与双组份环氧底漆等问题。本专利技术的第二个目的在于提供一种聚氨酯涂层。本专利技术的第三个目的在于提供一种聚氨酯涂层的应用。为达到上述第一个目的，本专利技术采用下述技术方案：一种水性聚氨酯涂料组合物，其特征在于，由A组分与B组分组成，其中，A组分：以A组分总重量份为100份计，包括以下重量份的组分：B组分，包括：聚异氰酸酯固化剂；其中，A组分与B组分质量比为100：15-30。进一步地，所述B组分中，还包含有硅烷偶联剂。进一步地，所述硅烷偶联剂与聚异氰酸酯固化剂的质量比为(0.05-0.5):1。进一步地，所述B组分中，包含50-70wt％聚异氰酸酯固化剂。进一步地，所述水性羟基丙烯酸树脂分散体中包含至少两种水性羟基丙烯酸树脂。进一步地，所述水性羟基丙烯酸树脂分散体中，水性羟基丙烯酸树脂选自水性羟基丙烯酸树脂A、拜耳公司的型号为BayhydrolA145的水性羟基丙烯酸树脂、拜耳公司的型号为BayhydrolA2542的水性羟基丙烯酸树脂、拜耳公司的型号为BayhydrolA2645的水性羟基丙烯酸树脂、帝斯曼公司的型号为XK-110的水性羟基丙烯酸树脂、帝斯曼公司的型号为XK-103的水性羟基丙烯酸树脂、烟台万华的型号为Antkote2035的水性羟基丙烯酸树脂中的一种或几种的混合；其中，所述水性羟基丙烯酸树脂A为通过丙烯酸酯类单体和乙烯基类单体的自由基共聚，得到分子量分布均一、链段带有可参与固化交联的活性基团的聚合物，再进一步乳化，得具有核壳结构的水性羟基丙烯酸树脂A。进一步地，所述水性羟基丙烯酸树脂分散体中，水性羟基丙烯酸树脂为水性羟基丙烯酸树脂A，或水性羟基丙烯酸树脂为所述水性羟基丙烯酸树脂A与水性羟基丙烯酸树脂B的混合；其中，水性羟基丙烯酸树脂B选自拜耳公司的型号为BayhydrolA145的水性羟基丙烯酸树脂、拜耳公司的型号为BayhydrolA2542的水性羟基丙烯酸树脂、拜耳公司的型号为BayhydrolA2645的水性羟基丙烯酸树脂、帝斯曼公司的型号为XK-110的水性羟基丙烯酸树脂、帝斯曼公司的型号为XK-103的水性羟基丙烯酸树脂、烟台万华的型号为Antkote2035的水性羟基丙烯酸树脂中的一种或几种的混合；水性羟基丙烯酸树脂A与水性羟基丙烯酸树脂B的质量比为(2-5):1；或水性羟基丙烯酸树脂为拜耳公司的型号为BayhydrolA145的水性羟基丙烯酸树脂、拜耳公司的型号为BayhydrolA2542的水性羟基丙烯酸树脂、拜耳公司的型号为BayhydrolA2645的水性羟基丙烯酸树脂、帝斯曼公司的型号为XK-110的水性羟基丙烯酸树脂、帝斯曼公司的型号为XK-103的水性羟基丙烯酸树脂、烟台万华的型号为Antkote2035的水性羟基丙烯酸树脂中的两种以上的混合。进一步地，所述水性羟基丙烯酸树脂A中，基于固体树脂，所述水性羟基丙烯酸树脂分散体的羟值为80-120，pH值为6.5-7.5，固体份酸值为18-25mgKOH/g，数均分子量在5000-10000，粒径在100-180nm。进一步地，所述颜料选自钛白、炭黑、有机颜料中的至少一种；或，所述颜料来自立邦公司的AQUECO系列产品的通用无树脂色浆。进一步地，以A组分总重量份为100份计，所述助剂中包括以下重量份的组分：进一步地，所述成膜溶剂为醇醚类的溶剂。进一步地，所述成膜溶剂选自乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚乙酸酯、二乙二醇已醚、二乙二醇二乙醚、丙二醇二乙酸酯、二乙二醇二丁醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇单丁醚、三丙二醇单丁醚溶剂中的至少一种或多种复合。进一步地，所述B组分中的NCO基团与A组分中的OH基团的比例为1-1.5：1。为达到上述第二个目的，本专利技术提供一种聚氨酯涂层，该聚氨酯涂层是由如上第一个目的所述的水性聚氨酯涂料组合物制备得到。进一步地，将所述A组分与所述B组分混合，NCO基团与OH基团的比例为1-1.5：1，涂覆交联后得到所述聚氨酯涂层。为达到上述第三个目的，本专利技术提供上述第二个目的所述的聚氨酯涂层在工业产品外部涂装中的应用。进一步地，将所述聚氨酯涂层作为面漆用于工业产品外部涂装中。进一步地，与所述聚氨酯涂层相匹配的底漆为单组份或双组份环氧底漆。本专利技术的有益效果如下：本专利技术提供的水性聚氨酯涂料组合物制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性聚氨酯涂料组合物，其特征在于，由A组分与B组分组成，其中，/nA组分：/n以A组分总重量份为100份计，包括以下重量份的组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种水性聚氨酯涂料组合物，其特征在于，由A组分与B组分组成，其中，
A组分：
以A组分总重量份为100份计，包括以下重量份的组分：



B组分，包括：
聚异氰酸酯固化剂；
其中，A组分与B组分质量比为100：15-30。


2.根据权利要求1所述的水性涂料组合物，其特征在于，所述B组分中，还包含有硅烷偶联剂；优选地，所述硅烷偶联剂与聚异氰酸酯固化剂的质量比为(0.05-0.5):1；优选地，所述B组分中，包含50-70wt％聚异氰酸酯固化剂。


3.根据权利要求1所述的水性涂料组合物，其特征在于，所述水性羟基丙烯酸树脂分散体中包含至少两种水性羟基丙烯酸树脂；
优选地，所述水性羟基丙烯酸树脂分散体中，水性羟基丙烯酸树脂选自水性羟基丙烯酸树脂A、拜耳公司的型号为BayhydrolA145的水性羟基丙烯酸树脂、拜耳公司的型号为BayhydrolA2542的水性羟基丙烯酸树脂、拜耳公司的型号为BayhydrolA2645的水性羟基丙烯酸树脂、帝斯曼公司的型号为XK-110的水性羟基丙烯酸树脂、帝斯曼公司的型号为XK-103的水性羟基丙烯酸树脂、烟台万华的型号为Antkote2035的水性羟基丙烯酸树脂中的一种或两种以上的混合；
其中，所述水性羟基丙烯酸树脂A为通过丙烯酸酯类单体和乙烯基类单体的自由基共聚，得到分子量分布均一、链段带有可参与固化交联的活性基团的聚合物，再进一步乳化，得具有核壳结构的水性羟基丙烯酸树脂A。


4.根据权利要求3所述的水性涂料组合物，其特征在于，所述水性羟基丙烯酸树脂分散体中，水性羟基丙烯酸树脂为水性羟基丙烯酸树脂A，或
水性羟基丙烯酸树脂为所述水性羟基丙烯酸树脂A与水性羟基丙烯酸树脂B的混合；其中，水性羟基丙烯酸树脂B选自拜耳公司的型号为BayhydrolA145的水性羟基丙烯酸树脂、拜耳公司的型号为BayhydrolA2542的水性羟基丙烯酸树脂、拜耳公司的型号为BayhydrolA2645的水性羟基丙烯酸树脂、帝斯曼公司的型号为XK-110的水性羟基丙烯酸树脂、帝斯曼公司的型号为XK-103的水性羟基丙烯酸树脂、烟台万华的型号为Antkote2035的水性羟基丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪三，秦玉猛，张楠，杨玉涛，
申请(专利权)人：立邦工业涂料上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31