一種新型水性雙組份聚氨酯涂料用丙烯酸改性樹脂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種新型水性雙組份聚氨酯涂料用丙烯酸改性樹脂，屬于涂料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氨酯涂料是指涂膜中含有相當(dāng)氨酯鍵的涂料。聚氨酯高聚物分子間能形成非環(huán) 及/或環(huán)形的氫鍵，在外力的作用下，氫鍵可分離吸收外來的能量（每mol吸收20~25kj)， 當(dāng)外力除去后又可重新再形成氫鍵。如此獨特的結(jié)構(gòu)使聚氨酯涂膜具有高度的機械耐磨性 和韌性，同時聚氨酯涂膜又具有極好的附著力，裝飾性，防護(hù)性以及低溫成膜性使聚氨酯涂 料在國防、基建、化工防腐、車輛、飛機、木器等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
[0003] 聚氨酯涂料具有良好的裝飾保護(hù)功能，但傳統(tǒng)聚氨酯涂料中含有大量的酯類，酮 類，苯類以及游離異氰酸酯，有礙人體健康，破壞生態(tài)環(huán)境。為了避免大量有機溶劑的揮發(fā)， 科研人員研發(fā)了水性聚氨酯涂料；一般水性聚氨酯極大的降低了 V0C的含量，但因異氰酸 酯會與水反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，施工操作不慎易引起膠化，層間剝離、起小泡等弊病。同 時水性雙組份聚氨酯涂料價格較高，所以水性雙組份聚氨酯涂料在應(yīng)用中具有一定的局限 性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明制備了一種可用于水性雙組份聚氨酯涂料的丙烯酸改性樹脂，該樹脂可以 與有機二異氰酸酯或多異氰酸酯配合使用，不僅比一般溶劑型聚氨酯涂料更低的V0C含 量；還解決了一般水性雙組份聚氨酯涂料在施工時候易出現(xiàn)的層間剝離、起泡等弊??；而 且也降低了水性雙組份聚氨酯涂料的成本。
[0005] 一種水性雙組份聚氨酯涂料，由AB組分構(gòu)成，A組分為丙烯酸改性樹脂，樹脂的分 子量范圍為500-20000,優(yōu)選分子量范圍為1000-3500 ;B組分為含有多異氰酸酯物質(zhì)，包括 TDI、HDI、MDI、IPDI等多異氰酸酯單體及其二聚體、三聚體和多聚體、以及上述異氰酸酯二 聚體、三聚體和多羥甲基丙烷（三羥甲基丙烷、甘油等）反應(yīng)生成的物質(zhì)。
[0006] A組分為丙烯酸改性樹脂，由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料反應(yīng)合成：0-80份高分子樹 月旨、0-60份溶劑、10-90份乙烯基或丙烯酸及其酯類單體、0-8份引發(fā)劑、0. 1-20份有機胺、 0-20份酸類物質(zhì)。
[0007] 配方中的各種原料的優(yōu)選方案為：0-50份高分子樹脂、10-60份溶劑、20-80份乙 烯基或丙烯酸及其酯類單體、〇. 1-8份引發(fā)劑、0. 1-10份有機胺、0. 1-10份酸類物質(zhì)。
[0008] 高分子樹脂選自聚酯樹脂、醇酸樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂中的一種或幾種。
[0009] 高分子樹脂選自聚酯或醇酸樹脂，其合成過程中選用的單體包括：己二酸、順丁烯 二酸酐、對苯二甲酸、間苯二甲酸、偏苯三酸酐，三羥甲基丙烷、新戊二醇、二羥甲基丙酸、蓖 麻油酸、豆油酸、椰子油酸、合成脂肪酸中的一種或幾種。
[0010] 所述溶劑選自乙二醇單丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丁醇或醇酯十二、 N-甲基吡咯烷酮，二乙二醇丁醚中的一種或幾種。
[0011] 所述乙烯基或丙烯酸及其酯類單體選自苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸 丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、（甲基）丙烯酸縮水甘油酯、1，2-環(huán)氧-4-乙烯基環(huán)己 烷、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸異冰片酯、（甲基）丙烯酸羥乙酯、（甲基）丙烯酸羥丙 酯中的一種或幾種。
[0012] 所述引發(fā)劑選自過氧化二苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯、偶氮二異丁腈、偶氮二異 庚腈、過氧化環(huán)己酮、叔丁基過氧化氫、過氧化異丙苯、過氧化氫、過硫酸鹽、偶氮二異丁酸 二甲酯、偶氮二異丁基脒鹽酸鹽、2, 2'-偶氮二（2-甲基-4-羧基丁腈）、2, 2'-偶氮二（2-氰 丙烷-1-磺酸鹽）中的一種或幾種。
[0013] 所述有機胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺、單甲基乙醇胺、二乙醇胺、2-氨基-2-甲 基-1-丙醇中的一種或幾種。
[0014]所述酸類物質(zhì)為鹽酸、硫酸、磷酸、焦磷酸、多聚磷酸、檸檬酸、甲酸、乙酸、乳酸中 的一種或幾種。
[0015]雙組份聚氨酯涂料用水性丙烯酸改性樹脂的制備方法，包括以下步驟：
[0016] (1)添加或合成高分子樹脂0-80重量份，將多元酸及多元醇加入反應(yīng)器中，升溫， 釜溫160-240°〇，柱溫90-1001：，反應(yīng)出水，測出水量，控制酸值小于511^1(011/^ ;
[0017] (2)將0~60重量份的溶劑，加入三口瓶中，升溫至60°C -150°C;
[0018] (3)攪拌情況下在60~150°C滴加10-90份乙烯基或丙烯酸及其酯類和引發(fā)劑的 混合物，2-6hr滴加完畢，滴加完畢后60-150°C保溫2-4hr ;
[0019] (4)降溫至50~90°C，加入0? 1-20份有機胺，在攪拌的狀態(tài)下，保溫0? 5-3hr ; [0020](5)保溫條件下加入0-20份酸類物質(zhì)，攪拌0. 5-2hr即得到雙組份聚氨酯涂料用 水性聚酯改性丙烯酸樹脂。
[0021] B組分是多異氰酸酯類固化劑?？晒┻x擇的多異氰酸酯固化劑包括：TDI、HDI、 MDI、IPDI等多異氰酸酯單體及其二聚體、三聚體和多聚體、以及上述異氰酸酯二聚體、三聚 體和多羥甲基丙烷如三羥基丙烷、甘油等反應(yīng)生成的物質(zhì)。
[0022] 本發(fā)明的有益效果是：作為主要成膜物質(zhì)之一的丙烯酸改性樹脂可以與溶劑型異 氰酸酯配伍使用，使溶劑型異氰酸酯分散在水中，卻沒有與水大量反應(yīng)產(chǎn)生氣體形成氣泡 和降低涂膜性能，解決了在施工過程中產(chǎn)生的層間剝離，起泡等弊??；解決了雙組份聚氨酯 膠黏劑VOC含量高、組分性能不穩(wěn)定、粘結(jié)性能受外界含羥基物質(zhì)的影響；作為涂料的高分 子成膜物，大大降低了涂料的VOC排量和涂料穩(wěn)定性，同時也降低了聚氨酯涂料的成本；而 作為聚氨酯材料的合成原料，使施工的VOC含量大大降低，材料氣泡弊病將根本解決，有效 抑制了材料本身的缺陷發(fā)生，使施工難度降低。
【具體實施方式】
[0023] 丙烯酸改性樹脂的制備 [0024] 實施例1
[0025] 表1聚酯部分合成選用多元酸及多元醇投料表
[0026]
【主權(quán)項】
1. 一種新型水性雙組份聚氨酯涂料用丙烯酸改性樹脂，其特征在于：按照重量份，配 方中0-80份高分子樹脂、0-60份溶劑、10-90份乙烯基或丙烯酸及其酯類單體、0-8份引發(fā) 劑、0. 1-20份有機胺、0-20份酸類物質(zhì)。
2. 如權(quán)利要求1所述之一新型水性雙組份聚氨酯涂料用丙烯酸改性樹脂，其特征在 于：配方中0-50份高分子樹脂、10-60份溶劑、20-80份乙烯基或丙烯酸及其酯類單體、 〇. 1-8份引發(fā)劑、0. 1-10份有機胺、0. 1-10份酸類物質(zhì)。
3. 如權(quán)利要求1所述之一種新型水性雙組份聚氨酯涂料用丙烯酸改性樹脂，其特征在 于：所述高分子樹脂選自聚酯樹脂，環(huán)氧樹脂，醇酸樹脂，酚醛樹脂中的一種或幾種。
4. 如權(quán)利要求1所述之一種新型水性雙組份聚氨酯涂料用丙烯酸改性樹脂，其特征在 于：高分子樹脂選自聚酯或醇酸樹脂，其合成過程中選用的單體包括：己二酸、順丁烯二酸 酐、對苯二甲酸、間苯二甲酸、偏苯三酸酐，三羥甲基丙烷、新戊二醇、二羥甲基丙酸、蓖麻油 酸、豆油酸、椰子油酸、合成脂肪酸中的一種或幾種。
5. 如權(quán)利要求1所述之一種新型水性雙組份聚氨酯涂料用丙烯酸改性樹脂，其特征在 于：所述溶劑選自乙二醇單丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丁醇、醇酯十二、N-甲基 吡咯烷酮，二乙二醇丁醚中的一種或幾種。
6. 如權(quán)利要求1所述之一種新型水性雙組份聚氨酯涂料用丙烯酸改性樹脂，其特征在 于：所述乙烯基或丙烯酸及其酯類單體選自苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸丁酯、 甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、（甲基）丙烯酸縮水甘油酯、1，2-環(huán)氧-4-乙烯基環(huán)己烷、甲 基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸異冰片酯、（甲基）丙烯酸羥乙酯、（甲基）丙烯酸羥丙酯中的 一種或幾種。
7. 如權(quán)利要求1所述之一種新型水性雙組份聚氨酯涂料用丙烯酸改性樹脂，其特征在 于：所述引發(fā)劑選自過氧化二苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯、偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、 過氧化環(huán)己酮、叔丁基過氧化氫、過氧化異丙苯、過氧化氫、過硫酸鹽、偶氮二異丁酸二甲 酯、偶氮二異丁基脒鹽酸鹽、2, 2'-偶氮二（2-甲基-4-羧基丁腈）、2, 2'-偶氮二（2-氰丙 烷-1-磺酸鹽）中的一種或幾種。
8. 如權(quán)利要求1所述之一種新型水性雙組份聚氨酯涂料用丙烯酸改性樹脂，其特征 在于：所述有機胺選自二乙烯三胺、三乙烯四胺、單甲基乙醇胺、二乙醇胺、2-氨基-2-甲 基-1-丙醇中的一種或幾種。
9. 如權(quán)利要求1所述之一種新型水性雙組份聚氨酯涂料用丙烯酸改性樹脂，其特征在 于：所述酸類物質(zhì)選自鹽酸、硫酸、磷酸、焦磷酸、多聚磷酸、檸檬酸、甲酸、乙酸、乳酸中的一 種或幾種。
10. 如權(quán)利要求1所述之一種新型水性雙組份聚氨酯涂料用丙烯酸改性樹脂，其特征 在于：該樹脂的分子量范圍為500-20000。
【專利摘要】本發(fā)明是屬于涂料領(lǐng)域，它是一種新型水性雙組份聚氨酯涂料用丙烯酸改性樹脂。配方中0-80份高分子樹脂、0-60份溶劑、10-90份乙烯基或丙烯酸及其酯類單體、0-8份引發(fā)劑、0.1-20份有機胺、0-20份酸類物質(zhì)。據(jù)本發(fā)明配方制備的可用于水性雙組份聚氨酯涂料的丙烯酸改性樹脂，該樹脂可與有機二異氰酸酯或多異氰酸酯組分配合使用制成水性涂料，不僅比一般溶劑型聚氨酯涂料具有更低的VOC含量；還解決了一般水性聚氨酯涂料在施工時候易出現(xiàn)的層間剝離、起泡、粘結(jié)不良、材料缺陷等弊病；同時也降低了水性雙組份聚氨酯涂料的成本。
【IPC分類】C08F283-01, C08F220-18, C08F220-32, C09D175-06, C08F212-08, C09D175-04, C08F220-14
【公開號】CN104693371
【申請?zhí)枴緾N201510112444
【發(fā)明人】黃瑩瑩, 程建軍, 秦文
【申請人】北京金匯利應(yīng)用化工制品有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月13日