一种基于油性聚异氰酸酯固化剂的双组份水性面漆及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于油性聚异氰酸酯固化剂的双组份水性面漆及其制备方法。该双组份水性面漆由A组分和B组分组成；其中，A组分由水性羟基丙烯酸分散体、成膜助剂、流平剂、基材润湿剂、光稳定剂、防爆泡助剂、色浆、增稠剂、pH调节剂、杀菌剂和水组成；B组分由油性聚异氰酸酯固化剂和助溶剂组成。本发明专利技术选用水性羟基丙烯酸分散体作为水性树脂，选用价格低廉、活化期更长，起泡极限更高，施工性更好的油性聚异氰酸酯固化剂作为固化剂，得到的双组份水性面漆成本低；并且漆膜光泽高，耐候性好，耐水性好，VOC含量低，无刺激性气味，可广泛推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于油性聚异氰酸酯固化剂的双组份水性面漆及其制备方法
本专利技术属于环保水性涂料
，更具体地，涉及一种基于油性聚异氰酸酯固化剂的双组份水性面漆及其制备方法。
技术介绍
聚氨酯以其优异的性能(硬度、柔韧性、耐磨性、耐化学性、附着力、耐石击等)称为研究的重点。传统的溶剂型聚氨酯涂料在使用过程中会使用大量的有机溶剂作为稀释剂，会产生大量的VOC，污染环境。随着人们环保意识的增强，以及国家政策的驱动，水性涂料越来越受到市场的青睐。水性双组份聚氨酯保留了传统的溶剂型聚氨酯体系的高性能，并大大降低了VOC，使其应用得到了大大的推广。中国专利CN102051112A公开了一种水性双组份聚氨酯清漆及其制备方法，该体系包括组分一和组分二构成，组分一由羟基聚氨酯分散体，助剂等组成，组分二由亲水改性的HDI固化剂组成，如XP2655、XP2487/1等。该方案由于使用了亲水改性的脂肪族聚异氰酸酯作为固化剂，提高了两组分的相容性。中国专利CN106398503A公开了一种水性双组份聚氨酯面漆涂料及其制备方法，该涂料体系由两部分组成，其中B组分中的亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂选自基于HDI的亲水性脂肪族聚异氰酸酯、基于IPDI的亲水性脂肪族聚异氰酸酯，漆膜耐水性可达到96小时，人工加速老化1300h。但亲水改性的脂肪族聚异氰酸酯价格昂贵，在实际使用过程中受到了极大的限制。中国专利CN105838223A公开了一种水性双组份面漆，采用油性异氰酸酯预聚物突破了涂料对单次喷涂的涂层厚度的限制，可以实现厚涂的目的。但该体系得到的漆膜光泽在60°角只有50％的光泽。并且其选用阳离子型水性含羟基丙烯酸树脂作为水性树脂，阳离子型水性含羟基丙烯酸树脂的合成过程中季铵盐化较为复杂，用作涂料时成膜性、保光保色性、耐化学性和耐候性均较差，在双组份聚氨酯高光面漆体系中阳离子型水性含羟基丙烯酸树脂已被淘汰。目前，市场上使用的水性双组份聚氨酯固化剂为经过亲水改性的脂肪族聚异氰酸酯固化剂，包括磺酸盐改性和聚醚改性。亲水改性的脂肪族聚异氰酸酯固化剂的使用会降低漆膜的耐候性和耐水性，且其价格基本是目前溶剂型体系使用的油性固化剂的2倍多，限制了水性双组份聚氨酯体系的推广应用。而水性树脂与油性聚异氰酸酯的相容性差，得到的漆膜光泽低，甚至出现返粗的现象。因此，研发一种成本低、高光泽高耐候性优异的漆膜极为迫切。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中水性涂料成本高，漆膜的耐候性和耐水性不佳的缺陷或不足，提供一种基于油性聚异氰酸酯固化剂的双组份水性面漆。本专利技术选用水性羟基丙烯酸分散体作为水性树脂，选用价格低廉、活化期更长，起泡极限更高，施工性更好的油性聚异氰酸酯固化剂作为固化剂，得到的双组份水性面漆成本低；并且漆膜光泽高，耐候性好，耐水性好，VOC含量低，无刺激性气味，可广泛推广应用。本专利技术的另一目的在于提供上述基于油性聚异氰酸酯固化剂的双组份水性面漆的制备方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于油性聚异氰酸酯固化剂的双组份水性面漆，由A组分和B组分组成；其中，A组分由如下质量百分数的组分组成：水性羟基丙烯酸分散体45～65％、成膜助剂2～4％、流平剂0.3～0.8％、基材润湿剂0.2～0.8％、光稳定剂0.5～1.5％、防爆泡助剂0.5～1.5％、色浆10～30％、增稠剂0.1～0.8％、pH调节剂0.15～0.4％、杀菌剂0.05～0.1％，余量为水；B组分由如下质量百分数的组分组成：油性聚异氰酸酯固化剂50～70％、助溶剂30～50％。一般情况下，油性聚异氰酸酯固化剂与水性树脂的相容性差，得到的漆膜光泽低，甚至出现返粗的现象，一般不直接用于水性双组份面漆中。本专利技术的专利技术人意外发现，水性羟基丙烯酸分散体可与油性聚异氰酸酯固化剂反应，相容性好；由于油性聚异氰酸酯固化剂价格低廉，可以大大降低水性面漆的价格，扩大其应用范围；并且油性聚异氰酸酯固化剂与亲水改性的脂肪族聚异氰酸酯相比，活化期更长，起泡极限更高，施工性更好，得到的漆膜光泽高，耐候性更好，耐水性更好等优点，应用更广泛。另外，本专利技术的基于油性聚异氰酸酯固化剂的双组份水性面漆具有低VOC，低气味，稀释剂全部为水，环境污染小。低VOC是指体系中挥发性溶剂含量低于420g/L(常温，标准大气压)。本专利技术具有小于90g/L范围的VOC(扣水计算法)。优选地，所述A组分由如下质量百分数的组分组成：水性羟基丙烯酸分散体50～60％、成膜助剂2.9～3.2％、流平剂0.4～0.7％、基材润湿剂0.6～1.0％、光稳定剂0.7～1.2％、防爆泡助剂0.8～1.4％、色浆20～30％、增稠剂0.5～0.7％、pH调节剂0.25～0.3％、杀菌剂0.05～0.1％，余量为水。优选地，所述B组分由如下质量百分数的组分组成：油性聚异氰酸酯固化剂55～65％、助溶剂35～45％。优选地，所述水性羟基丙烯酸分散体为二级分散体，其固含量为40～50％，pH为7～9，羟值为110～150mgKOH/g。适合于本专利技术的水性羟基丙烯酸分散体可根据本领域公知的方法进行合成，抑或商业渠道获得。商业渠道获得的适合本专利技术的水性羟基丙烯酸分散体，可商购包括但不限于富琪森公司如AQUAPAC-8239等。本领域常用的油性聚异氰酸酯固化剂均可用于本专利技术中。优选地，所述油性聚异氰酸酯固化剂中-NCO的质量分数为21～23％。优选地，所述油性聚异氰酸酯固化剂固含量为100％。适合于本专利技术的油性聚异氰酸酯固化剂可通过商业渠道获得，包括但不限于BAYER公司如：DesmodurN3300等；万华公司如：WANNATEHT-100等；NPU公司如：CORONATE2604；旭化成多耐德如：DuranateTKA-100、DuranateTPA-100等。助溶剂可根据油性聚异氰酸酯固化剂的属性或使用建议进行选取。优选地，助溶剂为PGDA、BGDA、TPM或PMA中的一种或几种；进一步优选为PGDA。优选地，成膜助剂为DPM(二丙二醇甲醚)和BCS(乙二醇丁醚)。DPM和BCS进行复配后作为成膜助剂，其配比可根据施工环境可选择性地进行调整，以达到具有良好的施工性。优选地，DPM和BCS的质量比为2:1～2。优选地，流平剂为改性硅氧烷类或非硅类流平剂(聚丙烯酸酯型流平剂)中的一种或几种。更为优选地，所述流平剂为改性硅氧烷类流平剂和非硅类流平剂；所述改性硅氧烷类流平剂和非硅类流平剂的质量比为1:1～2；更为优选地，改性硅氧烷类流平剂为BYK-333；非硅类流平剂为PW336。改性硅氧烷类流平剂会轻微影响重涂性，聚丙烯酸酯类则不会；如果对重涂要求高，则可进一步优选非硅类流平剂MODAREZPW336。优选地，所述基材润湿剂为改性硅氧烷类、改性有机氟类、炔二醇类中的一种或几种。通常，有机硅氧烷类、改性有机氟类的润湿剂侧重于提供优异的静态表面张力，而炔二醇本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于油性聚异氰酸酯固化剂的双组份水性面漆，其特征在于，由A组分和B组分组成；其中，/nA组分由如下质量百分数的组分组成：水性羟基丙烯酸分散体45～65％、成膜助剂2～4％、流平剂0.3～0.8％、基材润湿剂0.5～1.5％、光稳定剂0.5～1.5％、防爆泡助剂0.5～1.5％、色浆10～30％、增稠剂0.1～0.8％、pH调节剂0.15～0.4％、杀菌剂0.05～0.1％，余量为水；/nB组分由如下质量百分数的组分组成：油性聚异氰酸酯固化剂50～70％、助溶剂30～50％。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于油性聚异氰酸酯固化剂的双组份水性面漆，其特征在于，由A组分和B组分组成；其中，
A组分由如下质量百分数的组分组成：水性羟基丙烯酸分散体45～65％、成膜助剂2～4％、流平剂0.3～0.8％、基材润湿剂0.5～1.5％、光稳定剂0.5～1.5％、防爆泡助剂0.5～1.5％、色浆10～30％、增稠剂0.1～0.8％、pH调节剂0.15～0.4％、杀菌剂0.05～0.1％，余量为水；
B组分由如下质量百分数的组分组成：油性聚异氰酸酯固化剂50～70％、助溶剂30～50％。


2.根据权利要求1所述双组份水性面漆，其特征在于，所述A组分由如下质量百分数的组分组成：水性羟基丙烯酸分散体50～60％、成膜助剂2.9～3.2％、流平剂0.4～0.7％、基材润湿剂0.6～1.0％、光稳定剂0.7～1.2％、防爆泡助剂0.8～1.4％、色浆20～30％、增稠剂0.5～0.7％、pH调节剂0.25～0.3％、杀菌剂0.05～0.1％，余量为水。


3.根据权利要求1所述双组份水性面漆，其特征在于，所述B组分由如下质量百分数的组分组成：油性聚异氰酸酯固化剂55～65％、助溶剂35～45％。


4.根据权利要求1所述双组份水性面漆，其特征在于，所述水性羟基丙烯酸分散体为二级分散体，其固含量为40～50％，pH为7～9，羟值为110～150mgKOH/g。


5.根据权利要求1所述双组份水性面漆，其特征在于，所述油性聚异氰酸酯固化剂中-NCO的质量分数为20～23％。


6.根据权利要求5所述双组份水性面漆，其特征在于，所述油性聚异氰酸酯固化剂为DesmodurN3300、WANNATEHT-100、CORONATE2604、DuranateT...

【专利技术属性】
技术研发人员：付长欣，何世祺，蔡心怡，黄成河，王俊鸿，林伟文，王侃锋，
申请(专利权)人：清远市实创涂料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44