一种水性丙烯酸聚氨酯涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及涂料技术领域，尤其是一种水性丙烯酸聚氨酯涂料，由A组份和B组份组成，其中：所述A组份包括：低羟值水性丙烯酸树脂，分散剂，消泡剂，流平剂，纳米二氧化钛，颜料，填料，超支化树脂，成膜助剂，催化剂，防沉剂，增稠剂，去离子水；所述B组份包括：异氰酸酯固化剂，助溶剂。还公开了一种水性丙烯酸聚氨酯涂料的制备方法。本发明专利技术所得到的水性丙烯酸聚氨酯涂料，具有低羟值低成本、耐水性和耐化学品性好、漆膜丰满光亮、耐盐雾性高、耐侯性持久、装饰性强以及施工方便等优点。强以及施工方便等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种水性丙烯酸聚氨酯涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及涂料
，尤其是一种水性丙烯酸聚氨酯涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着社会文明的进步，人们也逐渐认识到环境污染对社会和人们日常生活产生的不良后果，国家和各级地方政府也相继出台了涉及涂料生产和涂装的环保法律法规。而水性丙烯酸聚氨酯涂料则是以水为分散介质，施工VOC排放含量低，符合环保要求。
[0003]目前，市场上的水性丙烯酸聚氨酯涂料的主要存在涂膜耐水性差，丰满度低，抗弯性差并且在耐候性、耐化学品性、防腐蚀性能以及漆膜流平性上也大大弱于溶剂型丙烯酸聚氨酯涂料，而且要提升涂膜性能，获得致密漆膜，水性丙烯酸乳液部分羟基含量要求比较高，一般大于3.5％，异氰酸酯固化剂的用量也随之提高，造成水性丙烯酸聚氨酯涂料的成本远高于溶剂型涂料，不利于推广应用。此外，传统的油溶性异氰酸酯固化剂在水性体系中分散不稳定从而影响成膜过程的扩散与交联并最终影响涂膜的性能。
[0004]在专利CN 110669419A“一种水性丙烯酸聚氨酯涂料及其制备方法”中，采用高羟值和低羟值质量比为1：0.5
‑
0.8的水性丙烯酸树脂为主要成膜物质，配合使用亲水性异氰酸酯固化剂所制备的水性丙烯酸聚氨酯涂料虽然具有优异的机械性能、耐水性和耐化学品性，但耐候性只有500h，远低于溶剂型丙烯酸聚氨酯涂料。在专利CN 110746870A“一种高性能水性丙烯酸聚氨酯双组分涂料”中，通过在聚合物乳液、有机硅分散体、助剂等方面进行增强，提高了涂膜的耐水、耐候性、耐磨性和硬度，但并未对耐盐雾性能进行评价，而且耐酸碱性能并不突出。
[0005]为了克服单纯的水性丙烯酸聚氨酯涂料的上述缺点，利用功能性单体或树脂改性水性丙烯酸树脂是目前热门的研究课题。
[0006]聚酯树脂原料来源广泛，具有优异的柔韧性和、着色性，丰满度以及良好的耐候性，但具有易水解，不耐高温，成膜收缩率高的缺点。通过聚酯改性水性丙烯酸树脂可兼具两者的优点。如在专利CN201611071377.1“一种聚酯改性水性丙烯酸树脂及制备和在清漆中的应用”中，利用不饱和聚酯与丙烯酸酯单体通过自由基聚合进行共聚，制备的涂料具有优异的耐冲击性和更好的韧性。但以醇酸缩合的酯基为主链，户外耐久性有限。
[0007]氟改性丙烯酸树脂在耐候性、耐沾污性、耐化学品性上比单纯的丙烯酸树脂优越并额外赋予涂料良好的耐高低温性和低摩擦性能。在成膜过程中，具有低表面张力的水性氟改性丙烯酸树脂可有效改善漆膜对基材的润湿性和流平性，成膜后，又在基材表面形成了具有低表面张力的含氟保护膜，有效提高了漆膜的耐水性。如在专利CN201110068559.4“一种聚酯改性氟丙烯酸树脂、制备方法及其涂料”中，利用甲基丙烯酸三氟丁酯，丙烯酸六氟丁酯等氟单体与聚酯树脂对丙烯酸树脂进行改性，该树脂制成的涂料在鲜映度、硬度、耐酸碱性等方面明显用于制造直升机蒙皮涂料的氟丙烯酸树脂。但该类树脂通过自由基聚合时，需要严格考虑含氟丙烯酸酯与各类丙烯酸酯的竞聚率来控制树脂分子量分均一性。此外，含氟聚合物表面张力低，对颜填料的润湿性能较差，与成膜助剂、增稠剂及分散剂的相
容性也有一定限制。

技术实现思路

[0008]本专利技术为了解决上述技术不足而提供一种水性丙烯酸聚氨酯涂料及其制备方法，其具有低羟值、耐水性、耐腐蚀等优点。
[0009]本专利技术公开了一种水性丙烯酸聚氨酯涂料，由A组份和B组份组成，其中：
[0010]所述A组份包括：按质量份数，低羟值水性丙烯酸树脂55
‑
65份，分散剂0.2
‑
0.8份，消泡剂0.2
‑
0.5份，流平剂0.1
‑
0.3份，纳米二氧化钛10
‑
30份，颜料0
‑
10份，填料3
‑
10份，超支化树脂1
‑
5份，成膜助剂3
‑
5份，催化剂0.05
‑
0.15份，防沉剂0.5
‑
2份，增稠剂0.2
‑
0.8份，去离子水5
‑
10份；
[0011]所述B组份包括：按质量份数，异氰酸酯固化剂60
‑
70份，助溶剂30
‑
40份。
[0012]A组份与B组份的质量比为7:1
‑
1.2。
[0013]其中，所述低羟值水性丙烯酸树脂由以下步骤制备而成：
[0014]步骤1，制备丙烯酸预聚物：将5
‑
36份甲基丙烯酸甲酯，1
‑
14份丙烯酸丁酯，1
‑
14份异辛酯，1
‑
20份甲基丙烯酸，15
‑
40份丙烯酸羟乙酯，1
‑
5份叔碳酸乙烯酯与0.1
‑
2.0份自由基引发剂和0.05
‑
0.5份巯基乙醇混合后获得单体混合物，在反应釜中投入20
‑
40份醚类助溶剂，搅拌升温至100
‑
130℃，滴加单体混合物，在1
‑
3小时的时间范围内滴加完，保温1
‑
2小时后，获得丙烯酸预聚物；以上份数均为质量份数；
[0015]步骤二，制备低羟值水性丙烯酸树脂：将5
‑
15份1,4环己烷二甲酸，1
‑
10份六氢苯酐，5
‑
10份氟化醇，0.01
‑
0.02份有机锡类催化剂以及25
‑
45份甲醇溶剂投入反应釜中后，在80
‑
85℃下反应15小时后，减压除去甲醇后，继续向反应釜中加入步骤一中的丙烯酸预聚物35
‑
45份，以及1
‑
7份单酸，7
‑
20份新戊二醇，1
‑
8份甲基丙二醇,2
‑
10份二羟甲基丙酸和0.02份有机锡类催化剂，升温至145
‑
155℃后保温1h，升至175
‑
185℃保温1小时，再升至195
‑
205℃保温反应至清澈后，降温至180℃以下加入二甲苯后，再升至210
‑
220℃进行回流酯化，待酸值降至15mgKOH/g后，减压除去二甲苯，降至100℃后加入15
‑
20份醚类助溶剂搅拌均匀，再降至80℃以下加入胺进行中和，调至pH值8
‑
9，加入去离子水，将固含量调至40
‑
55％，获得带有低羟值水性丙烯酸树脂；上述份数均为质量份数。
[0016]其中醚类助溶剂为二乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇单丁醚、丙二醇甲醚醇酸酯、二乙二醇单丁醚中的一种或几种。
[0017]其中氟化醇为2,2,2
‑
三氟乙醇、2,2,3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性丙烯酸聚氨酯涂料，其特征是：由A组份和B组份组成，其中：所述A组份包括：按质量份数，低羟值水性丙烯酸树脂55
‑
65份，分散剂0.2
‑
0.8份，消泡剂0.2
‑
0.5份，流平剂0.1
‑
0.3份，纳米二氧化钛10
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30份，颜料0
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10份，填料3
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10份，超支化树脂1
‑
5份，成膜助剂3
‑
5份，催化剂0.05
‑
0.15份，防沉剂0.5
‑
2份，增稠剂0.2
‑
0.8份，去离子水5
‑
10份；所述B组份包括：按质量份数，异氰酸酯固化剂60
‑
70份，助溶剂30
‑
40份。2.根据权利要求1所述的一种水性丙烯酸聚氨酯涂料，其特征是：A组份与B组份的质量比为7:1
‑
1.2。3.根据权利要求1或2所述的一种水性丙烯酸聚氨酯涂料，其特征是：所述低羟值水性丙烯酸树脂由以下步骤制备而成：步骤1，制备丙烯酸预聚物：将5
‑
36份甲基丙烯酸甲酯，1
‑
14份丙烯酸丁酯，1
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14份异辛酯，1
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20份甲基丙烯酸，15
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40份丙烯酸羟乙酯，1
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5份叔碳酸乙烯酯与0.1
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2.0份自由基引发剂和0.05
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0.5份巯基乙醇混合后获得单体混合物，在反应釜中投入20
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40份醚类助溶剂，搅拌升温至100
‑
130℃，滴加单体混合物，在1
‑
3小时的时间范围内滴加完，保温1
‑
2小时后，获得丙烯酸预聚物；以上份数均为质量份数；步骤二，制备低羟值水性丙烯酸树脂：将5
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15份1,4环己烷二甲酸，1
‑
10份六氢苯酐，5
‑
10份氟化醇，0.01
‑
0.02份有机锡类催化剂以及25
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45份甲醇溶剂投入反应釜中后，在80
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85℃下反应15小时后，减压除去甲醇后，继续向反应釜中加入步骤一中的丙烯酸预聚物35
‑
45份，以及1
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7份单酸，7
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20份新戊二醇，1
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8份甲基丙二醇,2
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10份二羟甲基丙酸和0.02份有机锡类催化剂，升温至145
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155℃后保温1h，升至175
‑
185℃保温1小时，再升至195
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205℃保温至清后，降温至180℃以下加入二甲苯，再升至210
‑
220℃进行回流酯化，待酸值降至15mgKOH/g，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚飞，刘传奇，朱敬林，董群锋，杨立峰，朱炎忠，杨正杰，
申请(专利权)人：浙江天女集团制漆有限公司，
类型：发明
国别省市：