一种用于聚脲涂层的快干耐侯保护面漆及其制备方法

文档序号:3784767阅读:493来源:国知局
一种用于聚脲涂层的快干耐侯保护面漆及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于喷涂聚脲表面的羟基丙烯酸树脂的制备方法,以及使用该树脂制备的用于喷涂聚脲表面的快干耐候面漆及其制备方法。制备的羟基丙烯酸树脂可与异氰酸酯固化剂进行交联反应,形成高柔韧性且耐老化、耐化学介质的热固型涂层,同时利用双组份配方中过量的羟基与聚脲表面过量的异氰酸基进一步进行化学反应,提高了整个涂层材料物理和化学性能。本发明同时提供一种由羟基丙烯酸聚氨酯树脂制备的,可用于聚脲表面保护的丙烯酸聚氨酯面漆,解决现有聚脲涂层表面的保护材料保光保色性差、干性慢、与聚脲涂层施工性配套不良的技术问题。
【专利说明】—种用于聚脲涂层的快干耐侯保护面漆及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于喷涂聚脲表面的羟基丙烯酸树脂的制备,以及使用该树脂制备的用于喷涂聚脲表面的快干耐候面漆及其制备方法。
【背景技术】
[0002]本发明涉及的面漆是一种专门针对喷涂聚脲弹性涂层(SPUA)的丙烯酸/聚氨酯双组份面漆,与普通的丙烯酸/聚氨酯面漆不同,该面漆除了具有丙烯酸聚氨酯面漆的耐候性和耐介质优点外,其优异的柔韧性以及与聚脲涂层良好的附着力和匹配性是其特性之一,另外与其他聚脲保护面漆不同的是其快干性和易施工性。
[0003]丙烯酸树脂因对光的主吸收峰处在太阳光谱范围之外,因此具有极好的耐紫外性,制成的面漆能长期保持原有的光泽及颜色,具有较好的耐酸、碱、盐、油脂的污染及腐蚀性。通过不同单体的选用配合及分子量的控制可制成软弹到玻璃态的不同性能和用途的树脂。
[0004]单独采用热塑性丙烯酸树脂制成的面漆,用于喷涂聚脲弹性体表面,可提高喷涂聚脲的耐候性,并且也可通过面漆的高致密性提高其耐水性,但因单组份丙烯酸漆的耐介质性不理想,限制了其应用。
[0005]含有羟基的热固性丙烯酸树脂,通过与含有异氰酸基(-NC0)的脂肪族多异氰酸酯预聚物(如HDI缩二脲、HDI三聚体)交联固化,不仅保持了丙烯酸树脂的高耐候性和保光保色性,也因其形成了网状体型结构,使其耐化学介质性能更加优异。
[0006]近十多年来在我国开发推广的喷涂聚脲材料是一种高效环保涂层材料,因其快速固化成膜特点以及优良的物理和化学性能,使之广泛应用于建筑防水、运动场防滑、桥梁工程以及化工设备的防腐防护。聚脲材料主要由端氨基聚醚、芳香族二胺扩链剂为活性材料,通过与多异氰酸酯组份(如MDI和液化MDI)进行化学反应而形成,其反应分子式:
[0007]
HU ο H
II !! I ^
[0008]其中作为异氰酸组份的MDI ( 二苯甲烷二多异氰酸酯)在日光照射下易变黄失光,时间一长易粉化和开裂,导致聚脲涂层的保护性能迅速下降。为了提高聚脲涂层材料的耐候性,防止日光老化,需要研制一种既有优良的耐候性,又能与聚脲牢固结合,并且干燥迅速、施工工艺简单的保护面漆。另外在提高聚脲耐候性的同时,又能提高其耐介质性,防止弱酸、碱及油污的侵蚀。
[0009]目前普通的丙烯酸/聚氨酯双组份面漆因刚性强,在具有弹性的喷涂聚脲涂层上附着力不高,柔韧性和耐冲击性能更无法与聚脲匹配,一些已在喷涂聚脲材料上应用的聚醚聚氨酯保护面漆也因其干性较慢,保光保色性不理想限制了其在更多领域中的应用。
[0010]为了使聚脲材料在户外长期保持稳定的性能,我们改进合成了一种高柔韧性的含羟基丙烯酸树脂,该树脂与多异氰酸酯组份固化形成体型交联结构,提高了涂层的物理强度和耐化学介质性。另外在面漆配方设计时,设计羟基与异氰酸基的比值超出常规数值,以使过量的羟基又可与聚脲表面过量的多异氰酸酯反应,使羟基丙烯酸树脂、多异氰酸酯固化剂与喷涂聚脲材料形成一种稳定的化学键结合。目前对于丙烯酸聚氨酯涂料的报导很多,但对于应用于聚脲涂层表面,尤其是能够参与聚脲表面反应的丙烯酸聚氨酯涂料尚未报导。
【发明内容】

[0011]本发明的目的之一是提供一种羟基丙烯酸聚氨酯树脂的制备方法。制备的羟基丙烯酸树脂与多异氰酸酯固化剂交联反应,形成高柔韧性且耐老化、耐化学介质的热固型涂层,同时利用双组份配方中过量的羟基与聚脲表面过量的异氰酸基进一步进行化学反应,提高了整个涂层材料物理和化学性能。
[0012]本发明的目的之二是提供一种由羟基丙烯酸聚氨酯树脂制备的,可用于聚脲表面保护的丙烯酸聚氨酯面漆。解决现有聚脲涂层表面的保护材料保光保色性差,干性慢,与聚脲施工性配套不良的技术问题。
[0013]本发明的技术方案如下:
[0014]本发明的方案之一是:制备一种可与多异氰酸酯固化剂交联反应的羟基丙烯酸树脂。
[0015]所述的羟基丙烯酸树脂,是由(甲基)丙烯酸酯单体在溶液中,在引发剂作用下通过自由基聚合反应合成的数均分子量在5000-10000的丙烯酸树脂溶液。其原料按重量百分比配比如下:
[0016]原料名称产地及规格重量(%)
[0017]甲基丙烯酸甲酯国产,工业级 10-30
[0018]丙烯酸烷酯国产,工业级 10-40
[0019]丙烯酸国产,工业级 0.5-1.0
[0020]丙烯酸羟烷酯国产,工业级 5-15
[0021]溶剂国产,工业级 40-60
[0022]引发剂I国产,试剂级 0.5-1.0
[0023]引发剂2国产,试剂级 2-5
[0024]所述的丙烯酸烷酯是丙烯酸丁酯与丙烯酸异辛酯按1:0~I的混合物
[0025]所述的丙烯酸羟烷酯是丙烯酸羟丙酯或丙烯酸羟乙酯
[0026]所述的溶剂是二甲苯与醋酸丁酯按1:1的混合物
[0027]所述的引发剂I是过氧化二苯甲酰或偶氮二异丁晴
[0028]所述的引发剂2是过氧化二苯甲酰或偶氮二异丁晴在二甲苯、醋酸丁酯按1:1的混合物中的溶液
[0029]所述的羟基丙烯酸树脂的制备方法,包括以下合成工艺:
[0030]反应釜中加入溶剂,边搅拌边加热至120°C,均匀滴加由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸烷酯、丙烯酸、丙烯酸羟烷酯和引发剂I组成的混合液,2小时内滴完,120°C保温2小时。分两次滴加引发剂2,间隔30分钟,每次15分钟滴完,120°C保温1-2小时,减压蒸馏除水I小时,降温至40°C出料,得到透明水白色树脂溶液。[0031]所述的多异氰酸酯固化剂,是选自国产或进口的HDI缩二脲或HDI三聚体的一种或二者的混合物溶液。如拜耳的N75、N3375。
[0032]所述的羟基丙烯酸树脂与多异氰酸酯固化剂的配比满足:羟基与异氰酸基当量比为 1.0 ~1.5:1。
[0033]本发明的方案之二是制备可用于聚脲表面保护的丙烯酸聚氨酯面漆。这种面漆由A、B两组份组成并配合使用。
[0034]A组分的特征在于主要包括上述的羟基丙烯酸树脂,还包括颜填料、助剂和适量稀释剂。各组分按重量百分比配比如下:
[0035]
【权利要求】
1.一种羟基丙烯酸树脂,其特征在于,按重量百分比,由以下组分制备而成:甲基丙烯酸甲酯10-30%,丙烯酸烷酯10-40%,丙烯酸0.5-1.0%,丙烯酸羟烷酯5_15%,溶剂40_60%,弓丨发剂 10.5-1.0%,引发剂 22-5%。
2.根据权利要求1所述的羟基丙烯酸树脂,其特征在于,所述的丙烯酸烷酯是丙烯酸丁酯与丙烯酸异辛酯按1:0~I的混合物,所述的丙烯酸羟烷酯是丙烯酸羟丙酯或丙烯酸羟乙酯,所述的溶剂是二甲苯与醋酸丁酯按1:1的混合物,所述的引发剂I是过氧化二苯甲酰或偶氮二异丁晴,所述的引发剂2是过氧化二苯甲酰或偶氮二异丁晴在二甲苯、醋酸丁酯中按1:1的混合物中的溶液。
3.根据权利要求1所述的羟基丙烯酸树脂的制备方法,其特征在于,包括下列步骤:反应釜中加入溶剂,边搅拌边加热至120°C,均匀滴加由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸烷酯、丙烯酸、丙烯酸羟烷酯和引发剂I组成的混合液,2小时内滴完,120°C保温2小时;分两次滴加引发剂2,间隔30分钟,每次15分钟滴完,120°C保温1-2小时,减压蒸馏除水I小时,降温至40°C出料,得到透明水白色羟基丙烯酸树脂溶液。
4.根据权利要求1所述的羟基丙烯酸树脂,其特征在于,所述的羟基丙烯酸树脂可与多异氰酸酯固化剂进行交联反应,配比满足羟基与异氰酸基当量比为1.0~1.5:1。
5.根据权利要求1所述的羟基丙烯酸树脂,其特征在于,所制得的羟基丙烯酸树脂数均分子量为5000-10000。
6.一种使用权利要求1所述的羟基丙烯酸树脂制备的用于聚脲涂层的快干耐侯保护面漆,其特征在于,由A、B两组份组成。 A组分按重量百分比配比 如下: 组成重景(%)
1--國?酸樹腦50~80 颜填料5~15 消泡剂0.1-0.5 流平助剂0.1~I 润湿分散剂0.5~I 防沉助剂I~3 稀释剂20~50 B组分为多异氰酸酯固化剂,以及无水的醋酸丁酯或乙二醇乙醚醋酸酯的混合物,多异氰酸酯固化剂与醋酸丁酯或乙二醇乙醚醋酸酯按1:0.5~1.0重量配比制成。
7.根据权利要求6所述的用于聚脲涂层的快干耐侯保护面漆,其特征在于,Α、B组分按重量比为8~10:1均匀混合配置。
8.根据权利要求6所述的用于聚脲涂层上的快干耐侯保护面漆,其特征在于,所述的颜填料包括具有耐光性的金红石型钛白粉、氧化铁红、中铬黄、铝粉、耐光7级以上的有机颜料以及气相二氧化硅、Al2O3微粉。
9.根据权利要求6所述的用于聚脲涂层上的快干耐侯保护面漆,其特征在于,所述消泡剂为BYK-065、BYK-077中的一种或两种;所述流平剂为BYK-306、海明斯Levaslip466中的一种或两种;所述润湿分散剂为BYK-P104S、BYK-110、海明斯Disponer928中的一种或几种;所述防沉剂为海明斯DeuRhe0229、BENGEL424中的一种或两种;所述的稀释剂为二甲苯、醋酸丁酯和环己酮按2:1:1~3重量份配置的混合溶剂。
10.根据权利要求6所述的用于聚脲涂层的快干耐侯保护面漆的制备方法,其特征在于,按所述配比关系将上述羟基丙烯酸树脂、颜填料、消泡剂、流平助剂、润湿分散剂、防沉助剂和稀释剂搅拌均匀,然后用砂磨机研磨至20~30 μ m,滤网过滤,计量包装,配制得到A组分;然后将多异氰酸酯固化剂与醋酸丁酯或乙二醇乙醚醋酸酯按1: 0.5~1.0配比,制成B组分;A、B组分按重量比为8~ 10:1均匀混合配置。
【文档编号】C09D175/04GK103483527SQ201310351429
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年8月13日 优先权日:2013年8月13日
【发明者】孙春龙, 关迎东, 李海燕, 郭常青, 陈酒姜, 杨凯, 张世珍, 王红 申请人:海洋化工研究院有限公司
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