一种生态溶剂型聚氨酯漆包线漆的制备方法与流程

1.本发明涉及漆包线漆技术，尤其涉及一种生态溶剂型聚氨酯漆包线漆的制备方法。


背景技术：

2.随着经济不断的发展和社会水平的不断提高，涂料市场的需求量也越来越大，2003年以来，世界涂料生产年均增长3.5%，以亚太地区增长速度最快。漆包线漆则是一类专门用来涂制漆包线的涂料，其中聚氨酯漆包线漆是较早并广泛使用的漆包线漆产品之一，而酚类则是用来制备聚氨酯漆最重要的溶剂，但是使用大量酚类的溶剂会带来一系列的问题。首先表现在漆本身的外观会逐渐发黑、气味难闻、漆液储存一段时间后有浑浊风险等现象。第二是酚类溶剂是强腐蚀性化学危险品，接触到皮肤，会立即引起红肿、水泡，若医治不及时，会导致永久性伤害；另外如果呼吸过程中将这些害物质吸进体内，会出现头晕、眼花及恶心等症状，对人体的中枢神经、消化系统、呼吸系统、免疫及生殖系统都会造成一定影响，还可能会诱发瘫痪、肺癌、肝癌、白血病等严重疾病。第三 是这些溶剂中的酚、芳香烃、酮类等有害物质在涂覆过程中会挥发，最终排放到大气中会造成污染，可能会引起酸雨、雾霾、温室效应等现象。传统溶剂污染问题一直以来都是涂料工业中难以解决的问题，而绿色生态型溶剂在整个涂料工业中的应用是发展的必然趋势，它是改变涂料工业污染现状的有效途径，对社会和人类环境来说都有着重大意义。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是现有的聚氨酯漆包线漆都含有酚、芳香烃、酮类，存在有毒有害等缺点，为此提供一种生态溶剂型聚氨酯漆包线漆的制备方法。
4.本发明的技术方案是：一种生态溶剂型聚氨酯漆包线漆的制备方法，包括以下步骤：（1）、封端异氰酸酯的制备：取原料异氰酸酯、封端剂按照重量比为（0.5~1.5）：（0.5~3），先进行封端反应，然后加入扩链剂，反应到一定程度，加入聚甲氧基二甲醚，最终配置得到所需封端异氰酸酯；（2）、聚酯多元醇的制备：取原料芳香酸、多元醇、乙二醇按照重量比为（3~6）：（1.5~4）：（0.8~3），先进行酯化反应得到合格树脂，然后加入聚甲氧基二甲醚搅拌均匀，制得所需聚酯多元醇；（3）、生态溶剂型聚氨酯漆包线漆的配置：将配置好的封端异氰酸酯和聚酯多元醇按重量比（4~6）：（1~4）进行混合，用以聚甲氧基二甲醚为主的混合溶剂进行稀释，然后在30℃~80℃下加入催化剂a、催化剂b和表面助剂,过滤除去杂质后得到生态溶剂型聚氨酯漆包线漆。
5.上述方案中根据重量份数比计，组分用量分别是：40~60的封端异氰酸酯，10~40的聚酯多元醇，0.1~0.5的催化剂a，0.1~0.5的催化剂b、10~30的聚甲氧基二甲醚和0.05~0.15的表面助剂。
6.上述方案中所述异氰酸酯选用：4,4
‘‑
二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、聚异氰酸酯中的至少一种。
7.上述方案中所述封端剂选用：苯酚、3,5
‑
二甲酚、间对甲酚、邻甲酚中的至少一种。
8.上述方案中所述扩链剂采用：乙二醇、1,4
‑
丁二醇、1,2
‑
丙二醇、1,6
‑
己二醇、二甘醇、甘油、三羟甲基丙烷、1,2,6
‑
己三醇、季戊四醇中的一种或几种。
9.上述方案中所述芳香酸采用：对苯二甲酸、苯酐、 间苯二甲酸、间苯二甲酸、苯三酸及其酸酐、均苯四酸及其酸酐中的至少一种。
10.上述方案中所述多元醇选自甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、三羟乙基异氰酸酯、1,2,6
‑
己三醇、三乙醇胺、季戊四醇中的至少一种。
11.上述方案中所述催化剂a选用：二乙醇胺、三异丙醇胺、三乙胺、三乙醇胺、亚乙基二胺、亚乙基二胺、双二甲氨基乙基醚类极其衍生物、环己基甲基叔胺中的至少一种。
12.上述方案中所述催化剂b选用：醋酸锌、异辛酸锌、异辛酸钾、乙酸钾、钛酸四丁酯中的至少一种。
13.上述方案中所述表面助剂选用聚丙烯酸树脂类表面助剂。
14.本发明的有益效果是提供了一种聚甲氧基二甲醚为主的溶剂体系，按照特定溶剂比率，最后配制得到一种环保型聚氨酯漆包线绝缘漆，成功的替代聚氨酯绝缘漆中大部分的常用有毒、有害溶剂，很大程度上的解决了聚氨酯漆包线漆膜本身气味重、腐蚀性强、污染环境的缺陷。
具体实施方式
15.实施例1：将3,5
‑
二甲酚25重量份、4,4
‘‑
二苯基甲烷二异氰酸酯（mdi）29重量份投入到反应釜中，放热至釜温120~125℃维持1~2h，加入4重量份的三羟甲基丙烷，150~155℃维持3~5h，加入40重量份的聚甲氧基二甲醚进行稀释，得封端异氰酸酯组分；将苯酐70重量份、甘油20重量份、三羟甲基丙烷15重量份、乙二醇25重量份、醋酸锌0.15重量份投入反应釜内，开始升温并蒸馏出聚合反应所生成的水分，最终维持在210℃左右维持2~4小时，酸值:2mg/koh，最后降温至180℃左右加入生态溶剂聚甲氧基二甲醚，稀释至固体含量为60%，得聚酯多元醇组分；以聚甲氧基二甲醚、dmp共10~30重量份作为混合稀释溶剂，将所得封端异氰酸酯组分和聚酯多元醇组分进行混合，加入催化剂a、催化剂b和表面助剂，搅拌均匀后室温保存。表面助剂选用德国byk公司的生产的聚丙烯酸树脂类表面助剂，牌号为disperbyk 2001。
16.实施例2：将3,5
‑
二甲酚和4,4
‘‑
二苯基甲烷二异氰酸酯（mdi）各25重量份投入到反应釜中，放热至釜温120~125℃维持1~2h，加入5重量份的三羟甲基丙烷，150~155℃维持3~5h，加入50重量份聚甲氧基二甲醚，得封端异氰酸酯组分；将苯酐70重量份、甘油20重量份、三羟甲基丙烷15重量份、乙二醇25重量份、醋酸锌0.15重量份投入反应釜内，开始升温并蒸馏出聚合反应所生成的水分，最终维持在210℃左右维持2~4小时，酸值:2mg/koh，最后降温至180℃左右加入生态溶剂聚甲氧基二甲醚进行稀释，稀释至固体含量为60%，得聚酯多元醇组分；以聚甲氧基二甲醚和碳酸二甲酯共10~30重量份作为混合稀释溶剂，将所得封端
异氰酸酯组分和聚酯多元醇组分进行混合，加入催化剂a、催化剂b和表面助剂，搅拌均匀后室温保存。表面助剂选用德国byk公司的生产的聚丙烯酸树脂类表面助剂，牌号为disperbyk 2001。
17.实施例3：将3,5
‑
二甲酚和4,4
‘‑
二苯基甲烷二异氰酸酯（mdi）各25重量份投入到反应釜中，放热至釜温120~125℃维持1~2h，加入5重量份的三羟甲基丙烷，150~155℃维持3~5h，加入50重量份的聚甲氧基二甲醚进行稀释，得封端异氰酸酯组分。
18.将苯酐70重量份、甘油20重量份、三羟甲基丙烷15重量份、乙二醇25重量份、醋酸锌0.15重量份投入反应釜内，开始升温并蒸馏出聚合反应所生成的水分，最终维持在210℃左右维持2~4小时，酸值:2mg/koh，最后降温至180℃左右加入生态溶剂聚甲氧基二甲醚，稀释至固体含量为60%，得聚酯多元醇组分。
19.以聚甲氧基二甲醚、溶剂油100#、二甲苯共10~30重量份作为混合稀释溶剂，将所得封端异氰酸酯组分和聚酯多元醇组分进行混合，加入催化剂a、催化剂b和表面助剂，搅拌均匀后室温保存。表面助剂选用德国byk公司的生产的聚丙烯酸树脂类表面助剂，牌号为disperbyk 2001，搅拌均匀后室温保存。
20.实施例4：将3,5
‑
二甲酚和4,4
‘‑
二苯基甲烷二异氰酸酯（mdi）各25重量份投入到反应釜中，放热至釜温120~125℃维持1~2h，加入5重量份的三羟甲基丙烷，150~155℃维持3~5h，加入50重量份的聚甲氧基二甲醚，得封端异氰酸酯组分；将苯酐70重量份、甘油20重量份、三羟甲基丙烷15重量份、乙二醇25重量份、醋酸锌0.15重量份投入反应釜内，开始升温并蒸馏出聚合反应所生成的水分，最终维持在210℃左右维持2~4小时，酸值:2mg/koh，最后降温至180℃左右加入聚甲氧基二甲醚进行稀释，稀释至固体含量为60%，得聚酯多元醇组分；。
21.以聚甲氧基二甲醚、二甲基甲酰胺、二甲苯共10~30重量份作为混合稀释溶剂，将所得封端异氰酸酯组分和聚酯多元醇组分进行混合，加入催化剂a、催化剂b和表面助剂，搅拌均匀后室温保存，表面助剂选用德国byk公司的生产的聚丙烯酸树脂类表面助剂，牌号为disperbyk 2001。
22.以聚合醚为主的混合溶剂,包括聚合醚，可以选用溶剂油，甲苯、二甲苯、dmp，苯甲醇、正丁醇、丁酮、甲基异丁酮的一种或几种作为辅料形成的混合溶剂。
23.需要说明的是，聚甲氧基二甲醚分子式是ch3o（ch2o）nch3，n取值范围为3~5，如果超过此范围，导致溶剂沸点太低或太高，都会影响漆包线涂线外观以及性能，风险较高。
24.本发明的生态溶剂型聚氨酯漆包线漆配方的设计就是一个筛选然后再不断调整的过程，在找到本发明的混合溶剂之前是无法预料哪种原料适合，虽然聚甲氧基二甲醚属于聚合醚类，但是并非所有的聚合醚都适用于溶剂，如聚苯醚、聚苯醚砜、聚甲醛就不适合做溶剂，因此发现聚甲氧基二甲醚适合做溶剂是需要付出创造性劳动的。聚甲氧基二甲醚具有较低的粘度，且对成膜物质以及填料等组分具有较好的溶解或分散效果。
25.对实施例1
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4制备的生态溶剂型聚氨酯漆包线漆进行贮存试验，结果见下表：
结合同日提交的证据1
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2的照片，证据1是常温存放半年的生态溶剂型聚氨酯漆包线漆照片，证据2是低温冷藏三个月的生态溶剂型聚氨酯漆包线漆照片，试验说明溶剂体系中含有聚甲氧基二甲醚对树脂有较好的溶解性，对聚氨酯漆包线漆的贮藏稳定性影响较小，可替代聚氨酯漆包线漆中的常用溶剂，添加量可根据实际情况进行调整。
26.将实施例1
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4制备的生态溶剂型聚氨酯漆包线漆用于涂线，结果见下表：
涂线测试证明可以用此类环保溶剂替代聚氨酯漆包线漆中的常用溶剂，这些常用溶剂大都是对环境有污染，对人体有毒、有害的溶剂，以实施例1为例，整个溶剂体系中不含有酚、二甲苯、dmf等有毒有害溶剂，而一般聚氨酯漆包线漆溶剂体系中的酚含量会在40%以上。此类环保溶剂是聚氨酯绝缘漆的一种理想替代溶剂，添加量可根据实际情况进行调整。