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CN109593456A - 耐磨型单组分聚氨酯涂料及其制备方法 - Google Patents

耐磨型单组分聚氨酯涂料及其制备方法 Download PDF

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CN109593456A CN201811487500.7A CN201811487500A CN109593456A CN 109593456 A CN109593456 A CN 109593456A CN 201811487500 A CN201811487500 A CN 201811487500A CN 109593456 A CN109593456 A CN 109593456A
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Abstract

本发明涉及聚氨酯涂料领域，公开了一种耐磨型单组分聚氨酯涂料及其制备方法，所述涂料包括：20wt.％‑35wt.％的聚合物多元醇、6wt.％‑15wt.％的异氰酸酯、5wt.％‑12wt.％的封端氨基树脂、2wt.％‑10wt.％的填料和38wt.％‑60wt.％的溶剂。制备方法包括：(1)将聚酯多元醇加入反应釜中，加热至100‑120℃，真空脱水1h，冷却至室温并充入氮气保存备用；(2)将异氰酸酯加入反应釜中，搅拌加热，升温至60‑90℃，反应2‑5h；(3)加入封端氨基树脂，搅拌并保温1‑2h，然后在搅拌下加入填料、助剂和溶剂，搅拌分散0.5h后出料密封保存。本方法制备的涂料具有方便施工、材料用量少、防腐性能好、快速固化、低挥发性有机化合物、环保无毒、防滑、降低车辆行驶与地面摩擦噪音和经久耐用的优点。

Description

耐磨型单组分聚氨酯涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯涂料领域，具体涉及一种耐磨型单组分聚氨酯涂料及其制备方法。
背景技术
近几年来，随着我国工业的快速发展和城市化进程的不断推进，大型工业车间、超市、车库以及文化娱乐场所等建筑不断涌现，带动了地坪涂料的迅速发展。现代建筑要求地面具有整洁美观、耐磨抗重压、耐油防腐蚀等特征，地坪涂料作为一种性能优良的地面装饰性专用涂料，已广泛应用于各种场合的地面涂装，可以满足现代建筑地面的不同要求。目前，在国家产业政策和环保政策法规的双重引导下，低挥发性有机化合物、无毒无公害的环境友好型地坪涂料越来越受到人们的欢迎。这些涂料或多或少存在着某些缺陷，给用户带来不便，如：环氧地坪涂料、乙烯基防腐地坪涂料存在低温(10℃以下)干燥速度慢、漆膜脆硬，抗重压性比较差，在寒冬季节和需承载重荷场合应用受到一定的限制；地坪聚脲涂料的喷涂施工设备结构复杂、维修保养困难，对灵活多变的小面积地坪施工成本高，不经济。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的低温干燥速度慢、抗重压性比较差的问题，提供一种耐磨型单组分聚氨酯涂料及其制备方法，该涂料具有方便施工、材料用量少、防腐性能好、快速固化、低挥发性有机化合物、防滑、耐磨性好和强度高的优点
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种耐磨型单组分聚氨酯涂料，包括下列组分：
优选地，包括下列组分：
优选地，所述封端氨基树脂是醛亚胺和酮亚胺中的一种或多种。
优选地，所述耐磨填料为氧化铝、碳化硅、石墨烯、石墨、氧化锆和二氧化硅中的一种或多种。
优选地，所述异氰酸酯是4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、3-异氰酸酯基亚甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯、苯二亚甲基异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯和四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种。
优选地，所述聚酯多元醇是聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸乙二醇-丙二醇酯、聚己二酸-缩二乙二醇酯、聚ε-已内酯和聚碳酸酯中的一种或多种。
优选地，所述溶剂是甲苯、二甲苯、三甲苯、醋酸丁酯、醋酸乙酯、丙酮、环己酮和甲基丁酮中的一种或多种。
本发明第二方面提供一种耐磨型单组分聚氨酯涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚酯多元醇加入反应釜中，加热至100-120℃，真空脱水1-2h，冷却至室温并充入氮气保存备用；
(2)将异氰酸酯加入所述反应釜中，搅拌加热，升温至60-90℃，反应2-5h；
(3)加入封端氨基树脂，搅拌并保持60-90℃1-2h，然后在搅拌下加入填料、助剂和溶剂，搅拌分散0.2-1h后出料密封保存，得到所述耐磨型单组分聚氨酯涂料；
上述各组分的质量百分数为：
通过上述技术方案，本发明使用高硬度的金属耐磨微粉和非金属耐磨微粉，形成的涂膜具有无挥发性有机化合物、低温快干、硬度高、抗压耐磨损、耐冲击、耐腐蚀、抗划伤性能，漆膜光亮美观。本发明与聚脲地坪涂料相比，施工无需专用喷涂设备，即可刷涂也可滚涂的简便方法，更显示出灵活方便又经济的优势。该涂料适用于工厂、车间、宾馆、体育馆、车站、停车场或停车库等场所需要耐磨和无尘要求的地坪装饰和保护。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明一方面提供一种耐磨型单组分聚氨酯涂料，包括下列组分：
优选地，包括下列组分：
优选地，所述封端氨基树脂是醛亚胺和酮亚胺中的一种或多种，所述醛亚胺包括但不仅限于水杨醛亚胺、N-(2-氯乙基)-芳香醛亚胺，所述酮亚胺包括但不仅限于N，N'-(甲基-丁基亚甲基)-二乙烯三胺。
优选地，所述耐磨填料为氧化铝、碳化硅、石墨烯、石墨、氧化锆和二氧化硅中的一种或多种。
优选地，所述异氰酸酯是4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、3-异氰酸酯基亚甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯、苯二亚甲基异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯和四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种。
优选地，所述聚酯多元醇是聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸乙二醇-丙二醇酯、聚己二酸-缩二乙二醇酯、聚ε-已内酯和聚碳酸酯中的一种或多种，所述聚酯多元醇的羟值为150-350mg KOH/g。
优选地，所述溶剂是甲苯、二甲苯、三甲苯、醋酸丁酯、醋酸乙酯、丙酮、环己酮和甲基丁酮中的一种或多种。
第二方面，本发明提供一种耐磨型单组分聚氨酯涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚酯多元醇加入反应釜中，加热至100-120℃，真空脱水1-2h，冷却至室温并充入氮气保存备用；
(2)将异氰酸酯加入所述反应釜中，搅拌加热，升温至60-90℃，反应2-5h；
(3)加入封端氨基树脂，搅拌并保持60-90℃1-2h，然后在搅拌下加入填料、助剂和溶剂，搅拌分散0.2-1h后出料密封保存，得到所述耐磨型单组分聚氨酯涂料；
上述各组分的质量百分数为：
在本发明中，4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、3-异氰酸酯基亚甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯、苯二亚甲基异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸乙二醇-丙二醇酯、聚己二酸-缩二乙二醇酯、聚ε-已内酯和聚碳酸酯均购于Huntsman；各类溶剂购于国药基团；其他材料均通过商购得到。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
将28质量份的聚己二酸乙二醇酯加入反应釜中，加热至110℃，真空脱水1h，冷却至室温并充入氮气保存备用。
(2)将9.5质量份的甲苯二异氰酸酯加入反应釜中，搅拌加热，升温至75℃，反应3.5h。
(3)加入7.5质量份的水杨醛亚胺，搅拌并保温1.5h，然后在搅拌下加入6.5质量份的氧化铝和50质量份的二甲苯，搅拌分散0.5h后出料密封保存，得到聚氨酯涂料。
实施例2
(1)将10质量份的聚己二酸乙二醇酯和15质量份的聚己二酸乙二醇-丙二醇酯加入反应釜中，加热至105℃，真空脱水1.5h，冷却至室温并充入氮气保存备用。
(2)将3质量份的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和5质量份的六亚甲基二异氰酸酯加入反应釜中，搅拌加热，升温至70℃，反应4h。
(3)加入7质量份的N，N'-(甲基-丁基亚甲基)-二乙烯三胺，搅拌并保温1.5h，然后在搅拌下加入5质量份的短切玻璃纤维和25质量份的丙酮和30质量份的醋酸乙酯，搅拌分散0.3h后出料密封保存，得到聚氨酯涂料。
实施例3
(1)将30质量份的聚ε-已内酯加入反应釜中，加热至110℃，真空脱水1h，冷却至室温并充入氮气保存备用。
(2)将12质量份的3-异氰酸酯基亚甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯加入反应釜中，搅拌加热，升温至80℃，反应3h。
(3)加入5质量份的N-(2-氯乙基)-芳香醛亚胺和5质量份的N，N'-(甲基-丁基亚甲基)-二乙烯三胺，搅拌并保温1h，然后在搅拌下加入8质量份的氧化铝和40质量份的甲基丁酮，搅拌分散0.2h后出料密封保存，得到聚氨酯涂料。
实施例4
(1)将20质量份聚碳酸酯加入反应釜中，加热至120℃，真空脱水2h，冷却至室温并充入氮气保存备用。
(2)将6质量份的苯二亚甲基异氰酸酯加入反应釜中，搅拌加热，升温至90℃，反应5h。
(3)加入5质量份的N-(2-氯乙基)-芳香醛亚胺，搅拌并保温2h，然后在搅拌下加入2质量份的短切碳纤维和30质量份的三甲苯和35质量份的甲苯，搅拌分散1h后出料密封保存，得到聚氨酯涂料。
实施例5
(1)将35质量份的聚己二酸-缩二乙二醇酯加入反应釜中，加热至100℃，真空脱水1h，冷却至室温并充入氮气保存备用。
(2)将15质量份的多亚甲基多苯基多异氰酸酯加入反应釜中，搅拌加热，升温至60℃，反应2h。
(3)加入12质量份的水杨醛亚胺，搅拌并保温1h，然后在搅拌下加入5质量份的短切芳纶纤维、5质量份的短切碳纤维和38质量份的二甲苯，搅拌分散0.2h后出料密封保存，得到聚氨酯涂料。
对比例1
(1)将28质量份的聚己二酸乙二醇酯加入反应釜中，加热至110℃，真空脱水1h，冷却至室温并充入氮气保存备用。
(2)将9.5质量份的甲苯二异氰酸酯加入反应釜中，搅拌加热，升温至75℃，反应3.5h。
(3)在搅拌下加入6.5质量份的氧化铝和50质量份的二甲苯，搅拌分散0.5h后出料密封保存，得到聚氨酯涂料。
测试例
根据GB/T1689-1998的方法测试实施例1-5和对比例1中各聚氨酯涂料的耐磨性能；按照GB/T16777-1997的方法测试实施例1-5和对比例1中各聚氨酯涂料的抗拉伸强度；按照GB/T16777的方法测试实施例1-5和对比例1中各聚氨酯涂料的断裂拉伸率；按照ISO0034-1:2004的方法测试实施例1-5和对比例1中各聚氨酯涂料的撕裂强度。上述测量得到下列性能参数：
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种耐磨型单组分聚氨酯涂料，其特征在于，包括下列组分：
2.根据权利要求1所述的耐磨型单组分聚氨酯涂料，其特征在于，包括下列组分：
3.根据权利要求1或2所述的耐磨型单组分聚氨酯涂料，其特征在于，所述封端氨基树脂是醛亚胺和酮亚胺中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的耐磨型单组分聚氨酯涂料，其特征在于，所述耐磨填料为氧化铝、碳化硅、石墨烯、石墨、氧化锆和二氧化硅中的一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的耐磨型单组分聚氨酯涂料，其特征在于，所述异氰酸酯是4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、3-异氰酸酯基亚甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯、苯二亚甲基异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯和四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1或2所述的耐磨型单组分聚氨酯涂料，其特征在于，所述聚酯多元醇是聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸乙二醇-丙二醇酯、聚己二酸-缩二乙二醇酯、聚ε-已内酯和聚碳酸酯中的一种或多种。
7.根据权利要求1或2所述的耐磨型单组分聚氨酯涂料，其特征在于，所述溶剂是甲苯、二甲苯、三甲苯、醋酸丁酯、醋酸乙酯、丙酮、环己酮和甲基丁酮中的一种或多种。
8.一种耐磨型单组分聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将聚酯多元醇加入反应釜中，加热至100-120℃，真空脱水1-2h，冷却至室温并充入氮气保存备用；
(2)将异氰酸酯加入所述反应釜中，搅拌加热，升温至60-90℃，反应2-5h；
(3)加入封端氨基树脂，搅拌并保持60-90℃1-2h，然后在搅拌下加入填料、助剂和溶剂，搅拌分散0.2-1h后出料密封保存，得到所述耐磨型单组分聚氨酯涂料；
上述各组分的质量百分数为：
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