一种环保型自粘水性聚氨酯涂料制造技术

本发明专利技术涉及一种环保型自粘水性聚氨酯涂料，属于聚氨酯涂料技术领域，包括以下原料：改性水性聚氨酯、去离子水、聚苯胺

An environment-friendly self-adhesive waterborne polyurethane coating

【技术实现步骤摘要】
一种环保型自粘水性聚氨酯涂料


[0001]本专利技术属于聚氨酯涂料
，具体地，涉及一种环保型自粘水性聚氨酯涂料。

技术介绍

[0002]水性聚氨酯具有较好的耐磨性、自粘性、弹性和耐溶剂的特点，并且不具有易挥发、易燃、易爆、有毒等缺点，绿色环保，作为成膜物质，已广泛应用于各种涂料行业。
[0003]如中国专利CN106398503A公开的水性双组分聚氨酯面漆涂料，由A和B组成，A组分是由水性羟基聚丙烯酸酯分散体、水性阴离子聚丙烯酸酯分散体、消泡剂、流平剂、润湿分散剂、防流挂助剂、附着力促进剂、防老化剂和水共混，搅拌5
‑
10分钟；再加入耐紫外填料、体积填料高速搅拌30
‑
40分钟；B组分是将溶剂加入亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂搅拌所得。但是该专利技术公开的水性双组分聚氨酯面漆涂料的防腐性能较低，难以满足金属涂料的应用。且由于水性聚氨酯的亲水性，使得水性聚氨酯的耐水解性要弱于溶剂型聚氨酯，有必要对水性聚氨酯涂料的进行耐水解性能改性。
[0004]因此，本专利技术提供了一种环保型自粘水性聚氨酯涂料。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种环保型自粘水性聚氨酯涂料，以解决
技术介绍
中提到的问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种环保型自粘水性聚氨酯涂料，包括以下原料：改性水性聚氨酯、去离子水、聚苯胺
‑
对苯二胺共聚物、乳化剂、光引发剂、胺中和剂和填料。
[0008]该环保型自粘水性聚氨酯涂料通过以下步骤制成：
[0009]将改性水性聚氨酯、聚苯胺
‑
对苯二胺共聚物、乳化剂和去离子水搅拌均匀，然后加入填料和光引发剂搅拌均匀，最后加入胺中和剂至少中和掉体系中90％的羧基，搅拌均匀，得一种环保型自粘水性聚氨酯涂料，其中，改性水性聚氨酯、改性聚苯二胺聚合物、去离子水、填料、光引发剂的质量比为40
‑
50:0.3
‑
1.2:80
‑
100:15
‑
25:0.05
‑
0.2，乳化剂的加入质量为去离子水加入质量的1
‑
2％。
[0010]进一步地，所述改性水性聚氨酯通过以下步骤制成：
[0011]向装有搅拌棒、冷凝管和通氮气的四口烧瓶中加入六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、2,2
‑
二羟甲基丙酸和甲苯，搅拌均匀后，升温至50
‑
55℃，搅拌反应3h，然后加入甲基丙烯酸羟乙酯，升温至60
‑
65℃，搅拌反应2h，然后加入改性支化多元醇，60
‑
65℃下继续搅拌反应3
‑
5h，冷却，降温减压蒸馏除去甲苯，得改性水性聚氨酯，其中，六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、2,2
‑
二羟甲基丙酸、甲基丙烯酸羟乙酯、改性支化多元醇的质量比为40
‑
64:96
‑
132:48
‑
52:92
‑
100:10
‑
15。
[0012]在上述改性水性聚氨酯的制备过程中，首先，二异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯)和2,2
‑
二羟甲基丙酸反应，进而引入羧基，且控制二异氰酸酯与2,2
‑
二羟甲基丙酸的质量比，使得异氰酸酯基封端；再利用异氰酸酯基和甲基丙烯酸羟乙酯中的羟基反应，进而引入双键，进而获得含有异氰酸酯基和羧基的水性聚氨酯预聚体；最后加入改性支化多元醇对水性聚氨酯预聚体进行改性，利用了异氰酸酯基和羟基的反应，向水性聚氨酯分子链中引入了蓖麻油分子链、POSS结构和硅氧烷链，利用改性支化多元醇的支化结构，使得到的改性水性聚氨酯具有互穿网络结构，其中，蓖麻油分子链含有长的烷基链为改性水性聚氨酯提供了柔性链，且蓖麻油为生物基材料，易降解，其的引入无疑提高了改性水性聚氨酯的降解性能，提高了其环保性能；硅氧烷链为有机硅链，且存在于支链，具有较低的表面活性，在涂料成膜时易迁移到改性水性聚氨酯主链周围形成一层硅氧层，防止主链上的亲水基团与水的接触，明显地提高了涂膜的耐水解性能；POSS结构具有独特纳米结构，不但能发挥纳米填料的特性，还可以与聚合物基料实现分子水平的均匀混合，且为常见的阻燃、耐高温以及力学性能增强剂，避免因蓖麻油分子链的引入，引起改性水性聚氨酯热稳定性和耐候性的降低，其的引入提高了改性水性聚氨酯的阻燃性能、耐高温性能、力学性能；
[0013]进一步地，所述改性支化多元醇通过以下步骤制成：
[0014]步骤A1、将双角羟基POSS、[3
‑
(三甲氧基硅烷基)丙基]琥珀酸酐和无水乙醇加入到带有搅拌装置、冷凝装置和温度计的三口烧瓶中，搅拌均匀后，并升温至回流8
‑
10h，然后降至30℃减压旋蒸去除乙醇，得羧基封端POSS，其中，双角羟基POSS、[3
‑
(三甲氧基硅烷基)丙基]琥珀酸酐、无水乙醇的用量比为11g:5.3
‑
5.7g:100
‑
150mL，在该反应中利用羟基和酸酐的反应，实现在POSS结构中引入硅氧烷链和羧基；
[0015]步骤A2、在氮气保护下，将羧基封端POSS和二甲基甲酰胺混合均匀后，加入缩合剂二环己基碳二亚胺，室温搅拌活化1.5h，活化结束后，逐滴加入溶有三羟甲基氨基甲烷的二甲基甲酰胺溶液，滴加速度为1
‑
3滴/秒，滴加结束后，升温至45
‑
50℃，搅拌反应8h，然后将反应物减压旋蒸，得含POSS的三元醇，其中，羧基封端POSS、二环己基碳二亚胺、三羟甲基氨基甲烷的质量比为16:6.2
‑
7.5:1.1，在该反应中利用了缩合剂二环己基碳二亚胺活化羧基，使得羧基优先和三羟甲基氨基甲烷中的氨基反应，并通过控制羧基封端POSS和三羟甲基氨基甲烷的质量比，一方面获得三元醇结构，另一方面保留有羧基，提供后续反应的响应官能团，且含POSS的三元醇的分子结构式如下所示；
[0016]其中，为
[0017]步骤A3、将蓖麻油、含POSS的三元醇和二甲基甲酰胺混合后，加入对甲苯磺酸，在70
‑
80℃反应3
‑
5h，降温减压旋蒸去除溶剂，真空干燥至恒重，得改性支化多元醇，其中，蓖麻油、含POSS的三元醇的质量比为9.3:50
‑
53，对甲苯磺酸的加入质量为蓖麻油质量的0.8
‑
2％，在该反应中利用蓖麻油中羟基和含POSS的三元醇中羧基的反应，在蓖麻油的结构中引入含POSS的三元醇结构，获得改性支化多元醇，因此，该改性支化多元醇含有蓖麻油分子链的结构、POSS结构、硅氧烷链和多元醇；
[0018]进一步地，所述双角羟基POSS的通过以下步骤制成：
[0019]步骤B1、将八苯基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保型自粘水性聚氨酯涂料，其特征在于：包括以下原料：改性水性聚氨酯、去离子水、聚苯胺
‑
对苯二胺共聚物、乳化剂、光引发剂、胺中和剂和填料；所述改性水性聚氨酯通过以下步骤制成：将六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、2,2
‑
二羟甲基丙酸和甲苯搅拌均匀后，升温至50
‑
55℃，搅拌反应3h，然后加入甲基丙烯酸羟乙酯，升温至60
‑
65℃，搅拌反应2h，然后加入改性支化多元醇，60
‑
65℃下继续搅拌反应3
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5h，冷却，降温减压蒸馏，得改性水性聚氨酯。2.根据权利要求1所述的一种环保型自粘水性聚氨酯涂料，其特征在于：六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、2,2
‑
二羟甲基丙酸、甲基丙烯酸羟乙酯、改性支化多元醇的质量比为40
‑
64:96
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132:48
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52:92
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100:10
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15。3.根据权利要求1所述的一种环保型自粘水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述改性支化多元醇通过以下步骤制成：将蓖麻油、含POSS的三元醇和二甲基甲酰胺混合后，加入对甲苯磺酸，在70
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80℃反应3
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5h，降温减压旋蒸去除溶剂，真空干燥至恒重，得改性支化多元醇。4.根据权利要求3所述的一种环...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁子双，梁本树，陆子明，
申请(专利权)人：安徽省奥佳建材有限公司，
类型：发明
国别省市：