一种双组分聚氨酯罩面清漆及其制备方法与流程

1.本发明涉及涂料领域，尤其是一种双组分聚氨酯罩面清漆及其制备方法。


背景技术：

2.目前市场上硅溶胶与聚氨酯树脂乳液改性方面的产品不多，主要有以下几个品种：
3.采用物理共混的方式将硅溶胶和乳液按一定比例混合，然后将混合乳液用于涂料配方中，产品可以符合gb/t 9756
‑
2018，是一种实用型的建筑涂料。但是该方法只是利用了硅溶胶和苯丙乳液作为复合基料来制备内墙涂料，没有研究硅溶胶和苯丙乳液之间的相互影响作用，更加没有与聚氨酯乳液复配方面的研究。
4.对硅溶胶采用偶联剂改性后与丙烯酸乳液按照一定的工艺进行符合，将复合乳液性能进行有限的测试，然后从偶联剂官能团的复合反应的可行性进行分析，没有从根本上解决问题是否发生反应，反应程度如何，以及反应的最终机理和生成物对乳液和涂料性能的影响等问题。


技术实现要素：

5.(一)要解决的技术问题
6.为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种双组分聚氨酯罩面清漆及其制备方法。
7.(二)技术方案
8.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
9.一种双组分聚氨酯罩面清漆，由以下按重量份的原料组成：纯净去离子水50
‑
100份、分散剂2
‑
4份、润湿剂2
‑
4份、消泡剂2
‑
4份、流平剂2
‑
4份、增稠剂3
‑
7份、聚氨酯树脂400
‑
600份、聚氨酯乳液100
‑
300份、聚硅氧烷改性硅溶胶50
‑
100份、硅烷偶联剂30
‑
60份、防腐剂2
‑
4份和固化剂200
‑
300份。
10.进一步地，所述固化剂为基于六亚甲基二异氰酸酯的水可分散异氰酸酯固化剂。
11.一种双组分聚氨酯罩面清漆的制备方法，包括如下的步骤：
12.步骤s1：在分散搅拌机中加入纯净去离子水，并加入分散剂、润湿剂、消泡剂和流平剂混合并搅拌，分散搅拌机的转速为300
‑
500转/min；
13.步骤s2：将分散搅拌机的转速提高至500
‑
700转/min，向分散搅拌机加入聚氨酯树脂、聚氨酯乳液、聚硅氧烷改性硅溶胶和硅烷偶联剂混合分散搅拌，分散搅拌机的转速为500
‑
700转/min，搅拌20
‑
30分钟至混合溶液的细度≤25微米；
14.步骤s3：向分散搅拌机加入消泡剂、防腐剂和增稠剂混合并搅拌均匀，分散搅拌机的搅拌速度为500
‑
700转/min，搅拌时间为10分钟获得涂料原液；
15.步骤s4：将涂料原液与固化剂按重量比为4：1进行混合即可。
16.进一步地，涂料原液经过80
‑
120目滤网进行过滤。
17.进一步地，涂料原液采用调漆釜混合纯净水调整稠度。
18.(三)有益效果
19.本发明的有益效果是：本发明获得的涂料原液涂膜干燥速度快，具有高硬度，其硬度可以达到2h以上，在外墙自干型涂料中很少见，同时具有高耐候性，使用人工耐老化设备进行2000h测试漆膜完好，涂料具有高耐沾污性，耐沾污率＜5％。
20.本发明使用水做溶剂，使用进口聚氨酯树脂和乳液，未使用有毒物质，符合绿色主题，涂料不含甲醛/苯甲苯乙苯/重金属等有害物质。
具体实施方式
21.为了更好的解释本发明，以便于理解，下面通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
22.一种双组分聚氨酯罩面清漆，由以下按重量份的原料组成：纯净去离子水50
‑
100份、分散剂2
‑
4份、润湿剂2
‑
4份、消泡剂2
‑
4份、流平剂2
‑
4份、增稠剂3
‑
7份、聚氨酯树脂400
‑
600份、聚氨酯乳液100
‑
300份、聚硅氧烷改性硅溶胶50
‑
100份、硅烷偶联剂30
‑
60份、防腐剂2
‑
4份和固化剂200
‑
300份。
23.进一步地，所述固化剂为基于六亚甲基二异氰酸酯的水可分散异氰酸酯固化剂。
24.一种双组分聚氨酯罩面清漆的制备方法，包括如下的步骤：
25.步骤s1：在分散搅拌机中加入纯净去离子水，并加入分散剂、润湿剂、消泡剂和流平剂混合并搅拌，分散搅拌机的转速为300
‑
500转/min；
26.步骤s2：将分散搅拌机的转速提高至500
‑
700转/min，向分散搅拌机加入聚氨酯树脂、聚氨酯乳液、聚硅氧烷改性硅溶胶和硅烷偶联剂混合分散搅拌，分散搅拌机的转速为500
‑
700转/min，搅拌20
‑
30分钟至混合溶液的细度≤25微米；
27.步骤s3：向分散搅拌机加入消泡剂、防腐剂和增稠剂混合并搅拌均匀，分散搅拌机的搅拌速度为500
‑
700转/min，搅拌时间为10分钟获得涂料原液；涂料原液经过80
‑
120目滤网进行过滤；涂料原液采用调漆釜混合纯净水调整稠度，以达到使用要求；
28.步骤s4：将涂料原液与固化剂按重量比为4：1进行混合即可。
29.使用硅烷偶联剂，偶联复合主要是硅烷偶联剂在中间起偶联作用，硅烷偶联剂及其作用机理：硅烷偶联剂是一类具有rn si y4
‑
n(n＝0
‑
3)一结构通式的硅烷(大部分情况下n＝1)。在其分子中，由于同时具有可以和无机材料(如玻璃、硅砂、金属等)化学结合的反应基团y〔－cl，－och3，－oc2h5〕和可以与有机材料如合成树脂化学结合的基团r(氨基、环氧基、甲基丙烯酰氧基等)而可以将两种性质迥异的物质连接在一起，起到“分子桥”的作用，目前主要有以下几种作用机理：
30.1)化学键理论认为硅烷偶联剂一端与无机材料表面的硅醇基团反应生成共价键，另一端与树脂生成共价键，从而使两种性质差别很大的材料“偶联”起来。其过程是硅烷偶联剂首先与水反应水解，然后脱水缩合而形成低聚物，这种低聚物再与无机填料表面的羟基形成氢键，通过加热干燥发生脱水反应产生部分共价键，从而使无机填料表面被有机硅烷偶联剂所覆盖，与此同时，偶联剂中的有机活性基团与聚合物进行反应制得相应的制品。
31.2)表面浸润理论认为硅烷偶联剂提高了无机材料的表面张力，甚至使其大于树脂基体的表面张力，从而有利于树脂在无机物表面的浸润与展开，改善了树脂对无机增强材
料的润湿能力，使树脂与无机增强材料较好地粘合在一起。
32.3)拘束层理论认为硅烷偶联剂不仅能与无机物表面产生粘合，而且还有可以与树脂反应的基团，能将聚合物“紧束”在界面上，当此界面区的模量介于无机增强材料与树脂之间时，应力可以被均匀地传递。
33.聚硅氧烷改性聚氨酯树脂提高耐沾污性，硬度的机理：由于硅溶胶分子附着在基材和填料颗粒的表面，随着水分的蒸发，m sio2.nh2o粒子间脱水形成牢固的硅氧键立体网状骨架。加之羟基丙烯酸酯中分子链的活性很强，粘结力很高，故涂膜的结构非常致密坚硬，其硬度可达4h以上。提高了涂料的硬度、抗水和耐摩擦性。无机si
‑
o键的结构属于离子型，具有较好的导电性能，不会产生电荷积累即不产生静电，尘埃难于粘附。致密的结构，使得微细的尘埃粒子不易侵入其间隙，因而涂层具有良好的耐污染性。在抗高温回粘方面也有很大的改进。乳胶漆成膜时，乳胶粒子附着水分蒸发而相互挤紧和变形融合，逐渐形成一层连续的膜，覆盖于基底表面而无机涂料则是胶体粒子间的脱水缩合，形成一网状体，并靠有机物填充方能成膜。这种涂膜缺乏连续性和覆盖性，有机、无机的经过改性进行复合，正好发挥了各自优异的性能。使得涂膜既具有很好的连续性，又与基材有很好的粘结力。乳液分子的柔韧性，高粘结性，使得原本易脆裂、粉化的硅溶胶涂膜，能够形成连续，均匀的薄膜，从而提高性能。
34.本发明的复配优选配方制成的涂料可以达到以下几个特点：
35.高硬度：涂膜的结构非常致密坚硬，其硬度可达2h以上
36.高耐候性：涂料气候老化的性能。可以用人工加速老化实验来鉴定。高耐候性有机无机杂化外墙罩面涂料至少有10年以上的耐候性。耐老化性能可以达到1000h以上。
37.高耐沾污性：耐沾污性是外墙涂料涂膜阻止灰尘沾污表面能力的性质。发明的新型涂料耐沾污＜5％，通常的涂料是15％。
38.其中高耐候性主要是因为：聚硅氧烷改性硅溶胶具有强的紫外吸收，红外反射特性，对波长400nm以内的紫外光吸收率达70％以上，对波长400nm以内的红外光反射率也达70％以上；当入射光照射到硅溶胶复合结构材料上时，入射光每行进几个纳米就要接触一个新界面，这些重复接触导致彻底的漫反射，因而产生增强界面反射特性；另一方面，大多数si
‑
o键材料在可见光处没有吸收，对于纯的硅溶胶材料si
‑
o键的截止吸收边在200nm以下，界面反射特性使其对紫外线和可见光的反射率达70％以上；故聚硅氧烷改性硅溶胶添加到涂料中可以显著的提高涂料的耐老化性能。
39.实施例1
40.[0041][0042]
本实施例1了中列出了原材料的具体型号以及供应厂家，在实际生产制备中，可采用具有相同性能的其他厂家或者其他型号的原材料进行替代。
[0043]
根据上述的原料，本实施例1具体涉及涂料的制备方法包括下列步骤：
[0044]
s1：在分散搅拌机中加入纯净去离子水，并加入分散剂、润湿剂、消泡剂和流平剂混合并搅拌，转速参数为300
‑
500转/min；
[0045]
s2：提高转速参数至500
‑
700转/min，向分散搅拌机加入聚氨酯树脂、聚氨酯乳液、聚硅氧烷改性硅溶胶和硅烷偶联剂混合并分散搅拌，转速参数为500
‑
700转/min，搅拌20
‑
30分钟至混合乳液细度≤25微米
[0046]
s3：向分散搅拌机加入消泡剂、防腐剂、增稠剂混合并搅拌均匀，搅拌速度为500
‑
700转/min，搅拌时间为10分钟获得涂料原液；
[0047]
s4：将涂料原液与固化剂按重量比为4：1进行混合即可。
[0048]
作为优选的：所述的涂料原液采用调漆釜混合纯净水调整稠度。
[0049]
作为优选的：所述的涂料原液采用120目滤网过滤。
[0050]
实施例1的所得到的涂料原液性能数据及与现有市场上同类品进行比对，具体如下：
[0051]
(1)性能检测：
[0052]
检测方法：hg/t 5065
‑
2016《建筑涂料用罩光清漆》
[0053]
检测结果：
[0054][0055]
(2)环保性能检测：
[0056]
检测方法：gb 24408
‑
2009
[0057]
检测结果：
[0058]
[0059][0060]
(3)与市面同类型产品对比主要性能检测结果
[0061]
[0062][0063]
从以上表格中可以看出，该配方制备的涂料其硬度，光泽较高，可以达到2h，远超其它竞争品牌，同时漆膜的耐沾污性优异，远远低于国标，超过其它品牌。
[0064]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。