抗静电聚氨酯涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种抗静电聚氨酯涂料及其制备方法，所述抗静电聚氨酯涂料由下述重量份的原料制备而成：水性聚氨酯乳液45?55份、水性丙烯酸树脂30?40份、磷酸单十二烷基酯钠盐1?5份、十八烷基三甲基氯化铵0.5?2.5份、二氧化硅5?15份、二甲基硅油0.3?0.9份、乙醇15?25份、水10?50份、无机抗菌剂1?5份、分散剂1?5份。本发明提供的抗静电聚氨酯涂料及其制备方法，通过合理的配比，优选出适合抗静电聚氨酯涂料的分散剂、无机抗菌剂种类及用量，提高了抗静电性、抗菌性、具有优异的物理机械性能、耐温性、耐候性、耐化学介质性及突出的耐磨性，施工方便，效率高。
【专利说明】
抗静电聚氨酯涂料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种抗静电聚氨酯涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚氨酯涂料是目前较常见的一类涂料，可以分为双组分聚氨酯涂料和单组分聚氨 酯涂料。双组分聚氨酯涂料一般是由异氰酸酯预聚物(也叫低分子氨基甲酸酯聚合物)和含 羟基树脂两部分组成，通常称为固化剂组分和主剂组分。这一类涂料的品种很多，应用范围 也很广，根据含羟基组分的不同可分为丙烯酸聚氨酯、醇酸聚氨酯、聚酯聚氨酯、聚醚聚氨 酯、环氧聚氨酯等品种。一般都具有良好的机械性能、较高的固体含量、各方面的性能都比 较好。是目前很有发展前途的一类涂料品种。主要应用方向有木器涂料、汽车修补涂料、防 腐涂料、地坪漆、电子涂料、特种涂料、聚氨酯防水涂料等。缺点是施工工序复杂，对施工环 境要求很高，漆膜容易产生弊病。单组分聚氨酯涂料主要有氨酯油涂料、潮气固化聚氨酯涂 料、封闭型聚氨酯涂料等品种。应用面不如双组分涂料广，主要用于地板涂料、防腐涂料、预 卷材涂料等，其总体性能不如双组分涂料全面。
[0003] 单组分水性聚氨酯涂料是以水性聚氨酯树脂为基料，并以水为分散介质的一类涂 料。通过交联改性的水性聚氨酯涂料具有良好的储存稳定性、涂膜力学性能、耐水性、耐溶 剂性及耐老化性能，而且与传统的溶剂型聚氨酯涂料的性能相近，是水性聚氨酯涂料的一 个重要发展方向。
[0004]双组分聚氨酯涂料具有成膜温度低、附着力强、耐磨性好、硬度大以及耐化学品、 耐候性好等优越性能，广泛作为工业防护、木器家具和汽车涂料。水性双组分聚氨酯涂料将 双组分溶剂型聚氨酯涂料的高性能和水性涂料的低V0C含量相结合，成为涂料工业的研究 热点。水性双组分聚氨酯涂料是由含-OH基的水性多元醇和含-NC0基的低黏度多异氰酸酯 固化剂组成，其涂膜性能主要由羟基树脂的组成和结构决定。
[0005] 本发明提供了一种抗静电聚氨酯涂料，具有优异的抗菌效果。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题之一是提供一种抗 静电聚氨酯涂料。
[0007] 本发明所要解决的技术问题之二是提供一种抗静电聚氨酯涂料的制备方法。
[0008] 本发明目的是通过如下技术方案实现的：
[0009] 一种抗静电聚氨酯涂料，由下述重量份的原料制备而成：水性聚氨酯乳液45-55 份、水性丙烯酸树脂30-40份、磷酸单十二烷基酯钠盐1-5份、十八烷基三甲基氯化铵0.5-2.5份、二氧化硅5-15份、二甲基硅油0.3-0.9份、乙醇15-25份、水10-50份、无机抗菌剂1-5 份、分散剂卜5份。
[0010] 优选地，所述的无机抗菌剂为碳酸锂、硫酸铝、氧化锌中一种或多种的混合物。
[0011 ] 更优选地，所述的无机抗菌剂由碳酸锂、硫酸铝、氧化锌混合而成，所述碳酸锂、硫 酸铝、氧化锌的质量比为(1-3): (1-3): (1-3)。
[0012] 优选地，所述的分散剂为六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三偏磷酸钠中一种或多种的混合 物。
[0013] 更优选地，所述的分散剂由六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三偏磷酸钠组成，所述六偏磷 酸钠、焦磷酸钠、三偏磷酸钠的质量比为(1 -3): (1 -3): (1 -3)。
[0014] 优选地，所述的水性聚氨酯乳液，可以制备或购买得到，如购自南京飞腾化工有限 公司，也可以采用专利申请号:201310607770.8中实施例1的方法制备。
[0015] 优选地，所述的水性丙烯酸树脂，可以制备或购买得到，如购自广州奥雅特复合材 料有限公司，也可以采用下述质量百分比的原料制备：丙烯酸8-12%、甲基丙烯酸羟乙酯 18-22%、苯乙烯6-7 %、二甲苯6-7 %、过氧化二叔丁基0.5-0.8%、2_甲基氮丙啶0.8-1.2%，余量为甲基丙烯酸甲酯。
[0016] 水性丙烯酸树脂的制备方法如下：在反应容器中加入丙烯酸、苯乙烯和过氧化二 叔丁基搅拌混合均匀，升温至60-80°C，将甲基丙烯酸羟乙酯、二甲苯、2-甲基氮丙啶、甲基 丙烯酸甲酯加入反应容器，升温至100-120 °C，搅拌3-5小时，降至室温，得到水性丙烯酸树 脂。
[0017] 本发明还提供了上述抗静电聚氨酯涂料的制备方法:按配比将水性聚氨酯乳液、 水性丙烯酸树脂、磷酸单十二烷基酯钠盐、十八烷基三甲基氯化铵、二氧化硅、二甲基硅油、 乙醇、水、无机抗菌剂、分散剂混合均匀，研磨，即得。
[0018] 本发明提供的抗静电聚氨酯涂料及其制备方法，通过合理的配比，优选出适合抗 静电聚氨酯涂料的分散剂、无机抗菌剂种类及用量，提高了抗静电性、抗菌性、具有优异的 物理机械性能、耐温性、耐候性、耐化学介质性及突出的耐磨性，施工方便，效率高。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合实施例对本发明做进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施 例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示 的技术内容加以变更为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明 的技术实质对以下实施例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本发明的保护范围内。
[0020] 实施例中各原料介绍：
[0021] 水性聚氨酯乳液，采用专利申请号:201310607770.8中实施例1的方法制备。
[0022]水性丙烯酸树脂，采用下述质量百分比的原料制备:丙烯酸10%、甲基丙烯酸羟乙 酯20%、苯乙烯6.5%、二甲苯6.5%、过氧化二叔丁基0.65%、2_甲基氮丙啶1.0%，余量为 甲基丙烯酸甲酯。水性丙烯酸树脂的制备:在反应容器中加入丙烯酸、苯乙烯和过氧化二叔 丁基搅拌混合均匀，升温至70°C，将甲基丙烯酸羟乙酯、二甲苯、2-甲基氮丙啶、甲基丙烯酸 甲酯加入反应容器，升温至ll〇°C，并保持温度为110°C，搅拌4小时，降至室温，得到水性丙 烯酸树脂。
[0023] 磷酸单十二烷基酯钠盐，CAS号:7423-32-7。
[0024] 十八烷基三甲基氯化铵，CAS号：112-03-8。
[0025] 二氧化硅，CAS 号：7631-86-9，粒径 20-40nm。
[0026] 二甲基硅油，CAS 号：63148-62-9。
[0027] 乙醇，CAS 号：64-17-5。
[0028] 丙烯酸，CAS 号:79-10-7。
[0029] 苯乙烯，CAS 号：100-42-5。
[0030]过氧化二叔丁基，CAS 号：110-05-4。
[0031 ] 甲基丙烯酸羟乙酯，CAS号:868-77-9。
[0032]二甲苯，CAS 号：1330-20-7。
[0033] 2-甲基氮丙啶，CAS 号：75-55-8。
[0034] 甲基丙烯酸甲酯，CAS号：80-62-6。
[0035] 氧化锌，CAS 号：1314-13-2，粒径 30-40nm。
[0036] 六偏磷酸钠 ，CAS 号：10124-56-8。
[0037] 焦磷酸钠，CAS号：13472-36-1。
[0038] 三偏磷酸钠 ，CAS 号：7785-84-4。
[0039] 碳酸锂，CAS 号：554-13-2，粒径 30-40μπι。
[0040] 硫酸铝，CAS 号：10043-01-3，粒径 30-40μπι。
[0041 ] 实施例1
[0042]抗静电聚氨酯涂料原料(重量份）：水性聚氨酯乳液50份、水性丙烯酸树脂35份、磷 酸单十二烷基酯钠盐3份、十八烷基三甲基氯化铵1.5份、二氧化硅10份、二甲基硅油0.5份、 乙醇20份、水20份、无机抗菌剂3份、分散剂1.8份。
[0043] 所述的无机抗菌剂由碳酸锂、硫酸铝、氧化锌按质量比为1:1:1搅拌混合均匀得 到。
[0044] 所述的分散剂由六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三偏磷酸钠按质量比为1:1:1搅拌混合均 匀得到。
[0045] 抗静电聚氨酯涂料的制备方法:按配比将水性聚氨酯乳液、水性丙烯酸树脂、磷酸 单十二烷基酯钠盐、十八烷基三甲基氯化铵、二氧化硅、二甲基硅油、乙醇、水、无机抗菌剂、 分散剂搅拌混合均匀后研磨至细度为20μπι。得到实施例1的抗静电聚氨酯涂料。
[0046] 实施例2
[0047] 与实施例1基本相同，区别仅在于:所述的无机抗菌剂由硫酸铝、氧化锌按质量比 为1:1搅拌混合均匀得到。得到实施例2的抗静电聚氨酯涂料。
[0048] 实施例3
[0049] 与实施例1基本相同，区别仅在于:所述的无机抗菌剂由碳酸锂、氧化锌按质量比 为1:1搅拌混合均匀得到。得到实施例3的抗静电聚氨酯涂料。
[0050] 实施例4
[0051] 与实施例1基本相同，区别仅在于:所述的无机抗菌剂由碳酸锂、硫酸铝按质量比 为1:1搅拌混合均匀得到。得到实施例4的抗静电聚氨酯涂料。
[0052] 实施例5
[0053]与实施例1基本相同，区别仅在于:所述的分散剂由焦磷酸钠、三偏磷酸钠按质量 比为1:1搅拌混合均匀得到。得到实施例5的抗静电聚氨酯涂料。
[0054] 实施例6
[0055] 与实施例1基本相同，区别仅在于:所述的分散剂由六偏磷酸钠、三偏磷酸钠按质 量比为1:1搅拌混合均匀得到。得到实施例6的抗静电聚氨酯涂料。
[0056] 实施例7
[0057] 与实施例1基本相同，区别仅在于:所述的分散剂由六偏磷酸钠、焦磷酸钠按质量 比为1:1搅拌混合均匀得到。得到实施例7的抗静电聚氨酯涂料。
[0058] 测试例1
[0059] 对实施例1-7制备得到的抗静电聚氨酯涂料进行表面电阻率测试，于温度25°C与 相对湿度60%的条件下，使用高电阻计MCP-HT450(MITSUBISHI CHEMICAL，日本），施加电压 250V，测量各实施例的初始表面电阻率。具体试验结果如表1所示。
[0060] 表1:表面电阻率测试结果表
[0062]比较实施例1与实施例2-4,实施例1(碳酸锂、硫酸铝、氧化锌复配)抗静电变性能 明显优于实施例2_4(碳酸锂、硫酸铝、氧化锌中任意二者复配）。
[0063]比较实施例1与实施例5-7,实施例1(六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三偏磷酸钠复配)抗 静电性能明显优于实施例5_7(六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三偏磷酸钠中任意二者复配）。
[0064] 测试例2
[0065]对实施例1-7制备得到的抗静电聚氨酯涂料，分别取实施例1-7制备得到的抗静电 聚氨酯涂料l〇kg与5.5kg水搅拌混合均匀即得可用于施工，抗菌性能按GB/T21866-2008抗 菌涂料抗菌性能测定方法和抗菌效果、HG/T3980-2007抗菌涂料测定。具体结果见表2。 [0066]表2:抗菌性能测试结果表
[0069] 比较实施例1与实施例2-4,实施例1(碳酸锂、硫酸铝、氧化锌复配)抗菌性能明显 优于实施例2-4(碳酸锂、硫酸铝、氧化锌中任意二者复配）。
[0070] 比较实施例1与实施例5-7,实施例1(六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三偏磷酸钠复配)抗 菌性能明显优于实施例5_7(六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三偏磷酸钠中任意二者复配）。
【主权项】
1. 一种抗静电聚氨酯涂料，其特征在于，由下述重量份的原料制备而成:水性聚氨酯乳 液45-55份、水性丙烯酸树脂30-40份、磷酸单十二烷基酯钠盐1-5份、十八烷基三甲基氯化 铵0.5-2.5份、二氧化硅5-15份、二甲基硅油0.3-0.9份、乙醇15-25份、水10-50份、无机抗菌 剂1-5份、分散剂1-5份。2. 如权利要求1所述的抗静电聚氨酯涂料，其特征在于:所述的分散剂为六偏磷酸钠、 焦磷酸钠、三偏磷酸钠中一种或多种的混合物。3. 如权利要求2所述的抗静电聚氨酯涂料，其特征在于:所述的分散剂由六偏磷酸钠、 焦磷酸钠、三偏磷酸钠组成，所述六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三偏磷酸钠的质量比为（1-3) :(1-3)：(1-3)〇4. 如权利要求1-3中任一项所述的抗静电聚氨酯涂料，其特征在于:所述的无机抗菌剂 为碳酸锂、硫酸铝、氧化锌中一种或多种的混合物。5. 如权利要求4所述的抗静电聚氨酯涂料，其特征在于:所述的无机抗菌剂由碳酸锂、 硫酸铝、氧化锌混合而成，所述碳酸锂、硫酸铝、氧化锌的质量比为(1-3) :(1-3): (1-3)。6. 如权利要求1-5任一项所述的抗静电聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于:按配比将 水性聚氨酯乳液、水性丙烯酸树脂、磷酸单十二烷基酯钠盐、十八烷基三甲基氯化铵、二氧 化硅、二甲基硅油、乙醇、7K、无机抗菌剂、分散剂混合均匀，研磨，即得。
【文档编号】C09D133/12GK105936802SQ201610407842
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】张启明
【申请人】雄子（上海）新材料科技有限公司