CN104804633A - 一种低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料，按质量比由A组分和B组分A:B＝100:(20～27)组成；所述A组分的组合物成分和质量百分比含量为：羟基丙烯酸树脂20～45％，氨基树脂4～7％，改性聚天门冬氨酸酯2～12％，颜料4～10％，填料8～20％，分散剂0.1～2％，消泡剂0.1～2％，流平剂0.1～2％，硅烷偶联剂0.1～2％，PH调节剂0.1～2％，混合溶剂15～25％；所述B组分为异佛尔酮二异氰酸酯。本发明的涂料涂膜具有快速、低温固化、物化性能优异等特点，并且对各种基材(铁、铝合金、镀锌板、不锈钢等)都有优异的附着力，可广泛应用于高档家具，钢构物和铁路机车等工业涂装。本发明还公开了一种低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料的制备方法。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体地说是涉及一种低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料及其制备方法。
背景技术
涂料因其具有装饰和保护作用，已经广泛应用于各行各业。目前市场上大部分销售的涂料尽管性能优良，但是对于涂装环境温度都有一定的要求，当环境温度低于5℃时，涂膜交联固化非常困难，大部分涂料的表干时间一般大约需要12h，实干时间约为18h，甚至超过24h也难达到烘干漆膜交联度的50％，而且漆膜容易产生气泡，易被污染，附着力下降，耐冲刷次数不超过5000次，进而影响施工进度、施工质量和涂装效果。例如，高温金属烤漆，需要在150℃以上才能完全固化；水性环氧涂料，干燥速度慢，活化期短，施工麻烦，耐冲刷次数一般不超过8000次；无机富锌涂漆，需要在施工时，现场添加锌粉，涂装工艺复杂，易被污染，影响涂膜固化时间和质量。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中涂膜不能在温度低于5℃的涂装环境中迅速固化的缺陷，提供一种低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料及其制备方法。
本发明的涂料不仅克服了现有技术中涂膜不能在温度低于5℃的涂装环境中迅速固化的缺陷，而且表干和实干时间大大缩短，同时施工方便，涂膜具有物化性能优异等特点，并且对各种基材(铁、铝合金、镀锌板、不锈钢等)都有优异的附着力，可广泛应用于高档家具，钢构物和铁路机车等工业涂装。
为了达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料，按质量比由A组分和B组分A:B＝100:(20～27)组成；其中，所述A组分的组合物成分和质量百分比含量如下：
其中，所述改性聚天门冬氨酸酯是活性稀释剂，其具体分子结构式为：
其中R为碳原子数为1-18的烷基；
所述B组分为异佛尔酮二异氰酸酯；
上述所述的分散剂优选为HT-5020；所述的消泡剂优选为BYK-A530；所述的流平剂优选为BYK-306；所述的硅烷偶联剂优选为KH-570；所述的PH调节剂优选为氨水。
所述的颜料为钛白粉、氧化铁红浆、氧化铁黄浆、炭黑浆中的任一种；所述的填料为云母粉、滑石粉中的任一种。
所述的混合溶剂是指：丁酮，乙酸丁酯，二甲苯的混合物，其混合质量比为丁酮：乙酸丁酯：二甲苯＝5:4:1。
为了达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的另一个技术方案是：
一种低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将羟基丙烯酸树脂和改性聚天门冬氨酸酯加入搅拌槽，以2000～3000r/min的搅拌速度，边搅拌边依次加入氨基树脂、80％的分散剂，80％的消泡剂，80％的流平剂，80％的硅烷偶联剂，80％的PH调节剂和混合溶剂，搅拌分散8～15min，将搅拌速度降至500r/min,将颜料和填料加入搅拌均匀，再经砂磨机磨至细度为30μm，过滤出料，得到A组分；
(2)将脂肪族异氰酸酯和剩余20％的分散剂，20％的消泡剂，20％的流平剂，20％的硅烷偶联剂，20％的PH调节剂加入配料罐，以2000～3000r/min分散10-15min至均匀，过滤得到B组分；
(3)将步骤(1)和步骤(2)分别获得的A组分和B组分按质量比混合搅拌均匀，得到低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料。
本发明相对现有技术所具有的优点和有益效果：
1.改性之后的聚天门冬氨酸酯可与异佛尔酮二异氰酸酯更好的加成反应，生成的脲键，具有很强的极性，大分子两端形成遥爪结构，产生螯合作用，提高漆膜的附着力和机械强度；羟基丙烯酸树脂中的羟基与异佛尔酮二异氰酸酯、氨基树脂作用，反应性高且固化速度快，可在低温条件下迅速固化；涂膜具有良好的耐候性、光泽度和稳定性，适用于高档家具，钢构物和铁路机车等工业涂装。
2.采用羟基丙烯酸酯为主要成膜物质，添加改性聚天门冬氨酸酯和氨基树脂，经改性的聚天门冬氨酸酯上的胺基能更好的与丙烯酸树脂中的羟基和异氰酸酯基形成内应力均匀的嵌段结构，内部分子链形成大量的氢键，致使涂膜具有优异的附着力、柔韧性、强度、硬度和耐磨性，而且，干燥固化速度快，漆膜平整，光泽度高，施工方便；涂膜既可在常温固化，也可以在1℃～5℃的低温的环境中迅速固化；涂料配方中的助剂、颜填料等均采用环保、低毒的配料，符合环境友好的原则。
综上所述，本发明的一种低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料具有低温固化、物化性能优异和制备工艺简单等特点，并且对各种基材(铁、铝合金、镀锌板、不锈钢等)都有优异的附着力，可广泛应用于高档家具，钢构物和铁路机车等工业涂装。
具体实施方式
以下将通过具体实施例进一步详细说明本发明的技术方案。
实施例1
一、组分配比
1、A组分的组合物成分和质量百分比含量为：
2、B组分为：异佛尔酮二异氰酸酯，按质量比A:B＝100:20。
二、制备方法
1、将羟基丙烯酸树脂和改性聚天门冬氨酸酯加入搅拌槽，以2000～3000r/min的搅拌速度，边搅拌边依次加入氨基树脂、80％的分散剂，80％的消泡剂，80％的流平剂，80％的硅烷偶联剂，80％的PH调节剂和混合溶剂，搅拌分散8～15min，将搅拌速度降至500r/min,将颜料和填料加入搅拌均匀，再经砂磨机磨至细度为30μm，过滤出料，得到A组分；
2、将脂肪族异氰酸酯和剩余20％的分散剂，20％的消泡剂，20％的流平剂，20％的硅烷偶联剂，20％的PH调节剂加入配料罐，以2000～3000r/min分散10-15min至均匀，过滤得到B组分；
3、将步骤1和步骤2分别获得的A组分和B组分按质量比混合搅拌均匀，得到低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料。
三、本实施例的效果
本实施例制备得到的低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料，经检测可在1℃～5℃的低温下，20min能够达到表干，2小时达到实干，12小时后达到最佳机械性能；涂层的附着力达到1级；外观平整光滑；耐冲洗次数达到10000次。
实施例2
一、组分配比
1、A组分的组合物成分和质量百分比含量为：
2、B组分为：异佛尔酮二异氰酸酯，按质量比A:B＝100:22。
二、制备方法与实施例1相同。
三、本实施例的效果
本实施例制备得到的低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料，经检测可在3℃～5℃的低温下，30min能够达到表干，4小时达到实干，14小时后达到最佳机械性能；涂层的附着力达到1级；外观平整光滑；耐冲洗次数达到9700次。
实施例3
一、组分配比
1、A组分的组合物成分和质量百分比含量为：
2、B组分为：异佛尔酮二异氰酸酯，按质量比A:B＝100:27。
二、制备方法与实施例1相同。
三、本实施例的效果
本实施例制备得到的低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料，经检测可在0℃～5℃的低温下，25min能够达到表干，3小时达到实干，13小时后达到最佳机械性能；涂层的附着力达到1级；外观平整光滑；耐冲洗次数达到9800次。
实施例4
一、组分配比
1、A组分的组合物成分和质量百分比含量为：
2、B组分为：异佛尔酮二异氰酸酯，按质量比A:B＝100:25。
二、制备方法与实施例1相同。
三、本实施例的效果
本实施例制备得到的低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料，经检测可在1℃～5℃的低温下，40min能够达到表干，5小时达到实干，15小时后达到最佳机械性能；涂层的附着力达到1级；外观平整光滑；耐冲洗次数达到9500次。
实施例5
一、组分配比
1、A组分的组合物成分和质量百分比含量为：
2、B组分为：异佛尔酮二异氰酸酯，按质量比A:B＝100:23。
二、制备方法与实施例1相同。
三、本实施例的效果
本实施例制备得到的低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料，经检测可在1℃～5℃的低温下，50min能够达到表干，6小时达到实干，16小时后达到最佳机械性能；涂层的附着力达到1级；外观平整光滑；耐冲洗次数达到9300次。
以上仅为本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料，其特征在于，按质量比由A组分和B组分A:B＝100:(20～27)组成；其中，所述A组分的组合物成分和质量百分比含量如下：
其中，所述改性聚天门冬氨酸酯是活性稀释剂，其具体分子结构式为：
其中R为碳原子数为1-18的烷基；
所述B组分为异佛尔酮二异氰酸酯。
2.根据权利要求1所述的低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料，其特征在于：所述的分散剂优选为HT-5020。
3.根据权利要求1所述的低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料，其特征在于：所述的消泡剂优选为BYK-A530。
4.根据权利要求1所述的低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料，其特征在于：所述的流平剂优选为BYK-306。
5.根据权利要求1所述的低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料，其特征在于：所述的硅烷偶联剂优选为KH-570。
6.根据权利要求1所述的低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料，其特征在于：所述的PH调节剂优选为氨水。
7.根据权利要求1所述的低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料，其特征在于：所述的颜料为钛白粉、氧化铁红浆、氧化铁黄浆、炭黑浆中的任一种。
8.根据权利要求1所述的低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料，其特征在于：所述的填料为云母粉、滑石粉中的任一种。
9.根据权利要求1所述的低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料，其特征在于：所述的混合溶剂为：丁酮、乙酸丁酯、二甲苯的混合物，其混合质量比为丁酮：乙酸丁酯：二甲苯＝5:4:1。
10.一种如权利要求1所述的低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将羟基丙烯酸树脂和改性聚天门冬氨酸酯加入搅拌槽，以2000～3000r/min的搅拌速度，边搅拌边依次加入氨基树脂、80％的分散剂，80％的消泡剂，80％的流平剂，80％的硅烷偶联剂，80％的PH调节剂和混合溶剂，搅拌分散8～15min，将搅拌速度降至500r/min,将颜料和填料加入搅拌均匀，再经砂磨机磨至细度为30μm，过滤出料，得到A组分；
(2)将异佛尔酮二异氰酸酯和剩余20％的分散剂，20％的消泡剂，20％的流平剂，20％的硅烷偶联剂，20％的PH调节剂加入配料罐，以2000～3000r/min分散10-15min至均匀，过滤得到B组分；
(3)将步骤(1)和步骤(2)分别获得的A组分和B组分按质量比混合搅拌均匀，得到低温快干型丙烯酸聚氨酯涂料。
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