一种水性弹性涂料及其制备方法技术

本申请涉及一种水性弹性涂料及其制备方法，涉及水性涂料的制备技术领域，一种水性环保涂料，由包含以下重量份的原料制成：异佛尔酮二异氰酸酯900

【技术实现步骤摘要】
一种水性弹性涂料及其制备方法


[0001]本申请涉及水性涂料领域，尤其是涉及一种水性弹性涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着电子消费品行业的发展，越来越多的电子产品需要外壳涂层具有橡胶弹性触感以满足消费者的需求。
[0003]相关技术可参考授权公告号为CN110358047B的中国专利技术专利，其公开了一种环保型耐温转移涂料用水性聚氨酯乳液及其制备方法，其技术方案要点是：包括以下重量组分的物质组成：低聚物多元醇6～14％，二异氰酸酯10～14.2％，亲水扩链剂1.2～1.6％，交联剂1.5～3％，丙酮16～18％，NMP2～4％，胺扩链剂4.0～4.5％，催化剂0.006～0.010％，冰纯水43.69～51.49％，中和剂0.8～1.2％，交联剂为三羟甲基丙烷(TMP)、CHDM、BEPD的三种混合物，亲水扩链剂为二羟甲基丙酸(DMPA)。该方法中引入了化学键，增加了分子链之间相互作用，使得制备的水性聚氨酯耐磨性优异。
[0004]针对上述中的相关技术，聚氨酯分散体粒子在成膜过程中由于聚氨酯软段和硬段自由运动，形成微相分离结构。聚氨酯特有的微相分离结构使聚氨酯涂料与其它高分子材料相比具有更高的弹性和低温柔顺性。专利技术人认为，使用低聚物多元醇聚碳酸酯二醇、聚新戊二醇已二酸二醇、聚四氢呋喃醚二醇具有较高的强度与硬度，作为制备聚氨酯原料的软段时，分子间作用力大，内聚强度大，机械强度大，但以此类低聚物多元醇合成的聚氨酯弹性手感差。

技术实现思路

[0005]为了提高聚氨酯涂料的耐磨性的同时，又不影响聚氨酯涂料的弹性手感，本申请提供一种水性弹性涂料及其制备方法。
[0006]本申请提供的一种水性弹性涂料及其制备方法采用如下的技术方案：一种水性弹性涂料，由包含以下重量份的原料制成：异佛尔酮二异氰酸酯900
‑
1100份；聚己二酸丁二醇酯二醇2500
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3000份；扩链剂140
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160份；封端剂410
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450份；阻聚剂1
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2份；去离子水7800
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10000份；助剂120
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170份。
[0007]通过采用上述技术方案，以异佛尔酮二异氰酸酯和聚己二酸丁二醇酯二醇为原料合成聚氨酯涂料，聚酯多元醇作为聚氨酯分子的软链段,聚己二酸丁二醇酯二醇可赋予聚氨酯弹性体良好的强度、耐磨性、伸长率和回弹性。
[0008]可选的，所述聚己二酸丁二醇酯二醇由包含以下重量份的原料制成：1,4
‑
丁二醇1600
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2000份；己二酸1200份；催化剂6
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8份，所述催化剂为三氟甲烷磺酸钇。
[0009]通过采用上述技术方案，三氟甲烷磺酸钇的酯交换活性高，且稀土元素的离子具有多内层空轨道，有较大的配位数和更强的配位能力，通常具有更高的催化活性。
[0010]可选的，所述封端剂由包含以下重量份的原料制成：纳米二氧化硅23
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27份；季戊四醇三丙烯酸酯480
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520份。
[0011]通过采用上述技术方案，二氧化硅有较高的比表面积和稳定性，纳米二氧化硅具有界面效应、小尺寸效应以及宏观量子隧道效应，使得纳米二氧化硅能减少复合材料的裂纹开裂，提高材料的耐磨性；纳米二氧化硅均匀分布在软段和硬段之间，未形成交联结构，不会影响微相结构的分离。
[0012]可选的，所述扩链剂为二乙基甲苯二胺。
[0013]通过采用上述技术方案，胺类扩链剂生成的脲基有利于硬段间形成强氢键，软硬段间微相分离程度更大，提高了聚氨酯的弹性。
[0014]可选的，所述阻聚剂为对羟基苯甲醚。
[0015]通过采用上述技术方案，添加对羟基苯甲醚形成活性低、不足以再引发的自由基，可以有效阻滞自由基的链式聚合，防止水性弹性涂料在贮存中发生反应而固化，保证水性弹性涂料的弹性。
[0016]可选的，所述助剂由包含以下重量份的原料制成：催化剂1
‑
2份，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡；润湿剂90
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110份，所述润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；流平剂1
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3份，所述流平剂为聚氨酯；消泡剂9
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11份，所述消泡剂为聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚；增稠剂20
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40份，所述增稠剂为羟乙基纤维素。
[0017]通过采用上述技术方案，添加流平剂聚氨酯能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜；添加聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚消除涂料制备生产过程中所产生的气泡，减少涂料使用过程中缩孔现象的出现；添加羟乙基纤维素有利于涂料使用时形成的涂膜更加平整，使涂料使用时减少飞溅，且能赋予涂膜良好的耐水性。
[0018]本申请提供的一种水性弹性涂料的制备方法采用如下的技术方案：一种水性弹性涂料的制备方法，包括如下步骤：将接枝环二氧化硅的季戊四醇三丙烯酸酯加入到聚氨酯乳液中，持续搅拌，升温至70
‑
80℃并添加1
‑
2g对羟基苯甲醚，继续升温至90
‑
100℃，保持温度反应2
‑
3h，反应完成后冷却至室温，得到水性聚氨酯乳液；将所述水性聚氨酯乳液以及润湿剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、去离子水以体积比3800
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4500:90
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110:1
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3:9
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11:20
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40:4000
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4500的比例混合分散，过滤除去滤渣，即得到水性弹性涂料。
[0019]通过采用上述技术方案，聚氨酯具有柔韧性好、耐低温等特点，在其中添加接枝二氧化硅的季戊四醇三丙烯酸酯，丙烯酸酯具有耐候性、耐磨性等特点，通过聚氨酯的异氰酸根和接枝二氧化硅的季戊四醇三丙烯酸酯的羟基发生反应，在聚氨酯分子链末端引入含有碳碳双键的丙烯酸酯所生成的水性聚氨酯涂料，兼具聚氨酯的柔韧性、耐低温和丙烯酸酯的耐候性、耐磨性等特点，可以将二者的优点得到最大的互补。
[0020]可选的，所述接枝二氧化硅的季戊四醇三丙烯酸酯的制备工艺包括如下步骤：称取23
‑
27g烘干后的纳米二氧化硅、380
‑
420g季戊四醇三丙烯酸酯倒入烧瓶中，在氮气气氛保护下，加热至80℃持续搅拌直至纳米二氧化硅完全分散后，超声处理。超声处理完成后，于120
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130℃下静置反应2
‑
3h，待溶液冷却至室温后，过滤得到固体，固体用无水乙醇洗涤2
‑
3次后于70
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80℃下真空干燥2
‑
3h，得到接枝二氧化硅的季戊四醇三丙烯酸酯。
[0021]通过采用上述技术方案，季戊四醇三丙烯酸酯不仅具备典型丙烯酸酯特征，除此之外，季戊四醇三丙烯酸酯分子内还有一个侧链羟基，羟基的存在一方面增强了分子的极...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性弹性涂料，其特征在于：由包含以下重量份的原料制成：异佛尔酮二异氰酸酯900
‑
1100份；聚己二酸丁二醇酯二醇2500
‑
3000份；扩链剂140
‑
160份；封端剂410
‑
450份；阻聚剂1
‑
2份；去离子水7800
‑
10000份；助剂120
‑
170份。2.根据权利要求1所述的一种水性弹性涂料，其特征在于：所述聚己二酸丁二醇酯二醇由包含以下重量份的原料制成：1,4
‑
丁二醇1600
‑
2000份；己二酸1200份；催化剂6
‑
8份，所述催化剂为三氟甲烷磺酸钇。3.根据权利要求1所述的一种水性弹性涂料，其特征在于：所述封端剂由包含以下重量份的原料制成：纳米二氧化硅23
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27份；季戊四醇三丙烯酸酯480
‑
520份。4.根据权利要求1所述的一种水性弹性涂料，其特征在于：所述扩链剂为二乙基甲苯二胺。5.根据权利要求1所述的一种水性弹性涂料，其特征在于：所述阻聚剂为对羟基苯甲醚。6.根据权利要求1所述的一种水性弹性涂料，其特征在于：所述助剂由包含以下重量份的原料制成：催化剂1
‑
2份，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡；润湿剂90
‑
110份，所述润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；流平剂1
‑
3份，所述流平剂为聚氨酯；消泡剂9
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11份，所述消泡剂为聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚；增稠剂20
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40份，所述增稠剂为羟乙基纤维素。7.一种根据权利要求1
‑
6任一所述的水性弹性涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将接枝二氧化硅的环季戊四醇三丙烯酸酯加入到聚氨酯乳液中，持续搅拌，升温至70
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80℃并添加1
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2g对羟基苯甲醚，继续升温至90
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100℃，保持温度反应2
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3h，反应完成后冷却至室温，得到水性聚氨酯乳液；将所述水性聚氨酯乳液以及润湿剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、去离子水以体积比3800
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4500:90
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110:1
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3:9
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11:20
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40:4000
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【专利技术属性】
技术研发人员：蔡秋洁，
申请(专利权)人：江苏中瀛涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：