一种双组份水性聚氨酯漆及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种双组份水性聚氨酯漆，由漆液(A组分)和固化剂(B组分)两部分组成，其特征在于，所述的漆液的各原料的用量为：催化剂0.1wt％～1.0wt％，分散剂0.1wt％～3.0wt％，消泡剂0.3wt％～2.0wt％，增稠剂0.2wt％～5.0wt％，颜料2.0wt％～25.0wt％，填料0.0wt％～25.0wt％，润湿剂0.20wt％～5.0wt％，流平剂0.2wt％～3.0wt，水2.00wt％～18.00wt％和树脂20wt％～60wt％；所述的固化剂为水性异氰酸酯固化剂，其用量为10wt％～25wt％；所述漆液中各原料的用量和固化剂的用量之和为100wt％。本发明所得的双组份水性聚氨酯漆在常温下反应速率低，延长了漆的活化期，延长了漆的有效利用时间，回收利用率高，且喷涂后的涂膜能够迅速流平，达到优异的平整光滑效果，施工方便，涂膜硬度高，抗划伤能强，耐磨性好，抗污能力强。
【专利说明】
一种双组份水性聚氨酯漆及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及工业涂料领域，发明了一种长活化期双组份聚氨酯水性漆及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 近年来，油漆在人们生活中占据着越来越不可替代的作用，随着油漆行业不断的 发展以及人们环保意识和资源节约意识的不断增强，水性漆取代溶剂型油漆已是必然趋 势。但工业漆在喷涂中的基面多为异形面，喷涂方式主要为手工空气喷涂和无气喷涂等，每 种方法的油漆利用率一般都很低，大约为20%~60%，喷射出来的漆雾有一半飞到喷漆房 的房壁、管道和水槽中，由此产生了大量的油漆废渣形成固体废弃物，因此油漆总的有效利 用率很低，过量漆液的回收或者重复使用是提高油漆利用率，降低环境危害的关键。延长油 漆的有效使用时间是回收利用的基础，也是解决前述问题的前提条件。
[0003] 目前，国内对废油漆渣的处理主要有三种方法，即燃烧法、填埋法和回收再生利用 法。前两者对环境的污染都很大，尤其是填埋处理影响更深远。传统的回收利用工艺为了方 便漆雾的捕抓，一般在喷漆房的循环水槽中加入具有强碱性的絮凝剂，由于漆渣在浸水过 程中高分子树脂已经受到一定的破坏，且随着浸泡时间越长破坏程度越大，因此，再生后的 油漆性能和原油漆相差很大。因此为了减少环境污染，节约资源，越来越多的人致力于提高 油漆利用率和废渣回收再利用，例如，公开号为CN101130193的中国发明专利申请《一种再 生利用工业废油漆渣的方法》（申请号：CN200710146302.X)采用物理方法和化学方法相结 合使含有大量水合物的废油漆渣充分脱水后，再经过一系列的工艺加工，达到能用于喷涂 生产的质量要求，重新成为合格的油漆产品；公开号为CN103028588A的中国发明专利申请 《一种微负压热解废漆渣的处理方法》（申请号CN201110304911.X)通过清洗、脱水、除味、研 磨(将脱水除味后的废漆渣放入研磨机研磨）、检验、入库(将研磨后合格的废漆渣颗粒回收 待用)等处理步骤，有效解决了汽车油漆废渣的填埋和焚烧带来的二次污染问题，同时也去 除了废漆渣中有害物质和异味。上述专利虽然一定程度上解决了油漆废渣造成的资源浪费 和环境污染问题，但是这些方法依然存在一些问题，比如回收的废渣质量已然不可与原漆 相提并论，其次，回收过程也需要消耗大量的人力物力财力精力，能源浪费的问题依然存 在，所以，一种长活化期水性漆的发明势在必行。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种长活化期的水性双组份聚氨酯漆及其使 用方法，提高漆的利用率和回收率。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种双组份水性聚氨酯漆，由漆液(A组分） 和固化剂(B组分)两部分组成，其特征在于，所述的漆液的各原料的用量为:催化剂O.lwt% ~lwt%，分散剂0· lwt% ~3.0wt%，消泡剂0.3wt% ~2.0wt%，增稠剂0.2wt% ~5.0wt%， 颜料2 · Owt % ~25 · Owt %，填料0 · Owt % ~25 · Owt %，润湿剂0 · 20wt % ~5 · Owt %，流平剂 Ο · 2wt %~3 · Owt，水2 · OOwt %~18 · OOwt %和树脂20wt %~60wt % ;所述的固化剂为水性异 氰酸酯固化剂，其用量为l〇wt %~25wt % ;所述漆液中各原料的用量和固化剂的用量之和 为lOOwt%。
[0006] 优选地，所述的催化剂为催化剂1027、催化剂A-300,催化剂A-400和催化剂8154中 的一种或几种。
[0007] 优选地，所述的固化剂为改性的六亚甲基二异氰酸酯、异福尔酮二异氰酸酯、甲苯 二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和环己烷二异氰酸酯中的一种或几种复配而成的水性 异氰酸酯
[0008] 优选地，所述的分散剂为聚丙烯酸钠盐及其衍生物类分散剂和烷基酚聚乙二醇醚 类分散剂中的至少一种。
[0009]更优选地，所述的分散剂为5040分散剂和快易分散剂中的至少一种。
[0010] 优选地，所述的消泡剂为202消泡剂，DF-8205/879消泡剂和GY-603消泡剂中的一 种或几种。
[0011] 优选地，所述的增稠剂为RM-8W和ΤΑΠΟΕ??ΡυΚ60增稠剂中的一种或两种。
[0012]优选地，所述的颜料为钛白粉、红丹粉、铬黄、云母氧化铁和铁红一种或几种。
[0013] 优选地，所述的润湿剂为HyonicPE-40、SER-AD FN1566和TRI0N CF-10中的一种或 几种。
[0014] 优选地，所述的流平剂为RM-2020流平剂，DSX2000流平剂和Coapur2025流平剂中 的一种或几种。
[0015] 优选地，所述的树脂为A 145水性聚氨酯水稀释型羟基丙烯酸分散体、 BayhydrolXP2457阴离子聚丙烯酸分散体和WHT-1195中的一种或几种。
[0016] 优选地，所述的填料为硫酸钡粉末、碳酸钙粉末和铝粉中的一种或几种。
[0017] 优选地，所述的填料的目数为400-3000目。
[0018] 本发明还提供了上述的双组份水性聚氨酯漆的制备方法，其特征在于，包括：
[0019] 步骤1:按重量百分比称取下列原料:催化剂0. lwt%~lwt%，分散剂0. lwt%~ 3 · Owt%，消泡剂0 · 3wt % ~2 · Owt%，增稠剂0 · 2wt % ~5 · Owt%，颜料2 · Owt % ~25 · Owt %， 填料0 · 〇wt % ~25 · Owt %，润湿剂0 · 20wt % ~5 · Owt %，流平剂0 · 2wt % ~3 · Owt，水2 · 00wt % ~18.00wt%，树脂20wt%~60wt%和固化剂 10wt%~25wt% ;
[0020] 步骤2:将步骤1称取的水、分散剂、颜料、填料、增稠剂和消泡剂加入分散缸中，以 转速600-900rpm打浆25-30分钟形成浆料；
[0021] 步骤3:在步骤2中得到的浆料中加入步骤1称取的树脂、润湿剂和流平剂，以转速 1500-2000rpm 打浆70-90分钟；
[0022] 步骤4:在喷涂前5-15min，在步骤3所得的浆料中加入步骤1称取的催化剂和固化 剂，以转速600rpm~800rpm搅拌3-7min，再在基材上进行喷涂。
[0023] 优选地，所述的基材为复合材料基材。
[0024] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0025] 本发明通过调节双组份水性聚氨酯漆的组分改变漆液环境使其处于中性环境并 加入催化剂，减缓涂料在常温下的固化速度，延长漆的有效使用时间（活化期），所得的双组 份水性聚氨酯漆的反应速率低，回收利用率高，并且喷涂后的涂膜能够迅速流平，达到优异 的平整光滑效果，施工方便，涂膜硬度高，抗划伤能强，耐磨性好，抗污能力强。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。
[0027] 本发明中各原料均为市售产品，其中，5040分散剂可购自德国汉高公司(Henke 1)， 快易分散剂可购自罗门哈斯，202消泡剂，DF-8205/879消泡剂和GY-603消泡剂可购自上海 市涂料研究所，RM-8W和TAFIGEL^PUReO增稠剂可购自罗门哈斯，各颜料可购自寿光卫东 化工有限公司，润湿剂HyonicPE-40、SER-AD FN1566、TRI0N CF-10可购自Covestro公司。 RM-2020流平剂，DSX2000流平剂和Coapur2025流平剂可购自陶氏化学公司。A145水性聚氨 酯水稀释型羟基丙稀酸分散体和BayhydrolXP2457阴离子聚丙稀酸分散体可购自Covestro 公司，WHT-1195可购买自万华化学集团股份有限公司，催化剂1027可购自上海晔兴实业有 限公司，聚氨酯催化剂A-300，A-400和催化剂8154购自亨斯曼化工公司，改性的六亚甲基二 异氰酸酯购自Covestro公司。
[0028] 实施例1
[0029] -种双组份水性聚氨酯漆，由漆液(A组分)和固化剂(B组分)两部分组成，所述的 漆液的各原料的用量为：催化剂A-300 0. lwt%，分散剂5040 3.0wt%，消泡剂202 0 · 3wt %，增稠剂RM-8W 0 · 2wt %，颜料钛白粉2 · Owt %，填料硫酸钡(400目）25 · Owt %，润湿 剂HyonicPE-40 0.2wt%，流平剂Coapur2025 3.0wt%，水 18wt%和树脂A145 32wt%;所述 的固化剂为异福尔酮二异氰酸酯，其用量为16.所述漆液中各原料的用量和固化剂 的用量之和为l〇〇wt%。
[0030] 上述的双组份水性聚氨酯漆的制备方法为：
[0031] 步骤1 :按重量百分比称取下列原料：催化剂A-300 0. lwt%，分散剂5040 3 · Owt %，消泡剂202 0 · 3wt %，增稠剂RM-8W 0 · 2wt %，颜料钛白粉2 · Owt %，填料硫酸钡 25.0wt%，润湿剂HyonicPE-40 0.2wt%，流平剂Coapur2025 3.0wt%，水 18wt%、树脂A145 32wt%和固化剂异福尔酮二异氰酸酯16.2wt%。
[0032] 步骤2:将步骤1称取的水、分散剂、颜料、填料、增稠剂和消泡剂加入分散缸中，以 转速900rpm打浆30分钟形成浆料；
[0033] 步骤3:在步骤2中得到的浆料中加入步骤1称取的树脂、润湿剂和流平剂，以转速 2000rpm打浆90分钟；
[0034] 步骤4:在喷涂前15min，在步骤3所得的浆料中加入步骤1称取的催化剂和固化剂， 以转速700rpm搅拌5min，再在玻璃纤维增强聚氨酯复合材料基材上进行喷涂。
[0035]喷涂好的材料在50°C的烘箱中烘2h，然后目视观察其表面平整光滑无气泡；用铅 笔硬度法测量其漆膜硬度为2H;划格法测量其附着力为1级；测其在常温、50±5%的相对湿 度的条件下固化时间可达到8h，有效延长了漆的活化期，为回收再利用提供了可行性支持 的同时，漆的各项指标均达到行业要求。
[0036] 实施例2
[0037] 一种双组份水性聚氨酯漆，由漆液(A组分)和固化剂(B组分)两部分组成，所述的 漆液的各原料的用量为：树脂WHT-1195 36.4wt%，催化剂A-300 l.Owt%，分散剂5040 0 · lwt %，消泡剂202 2 · Owt %，增稠剂RM-8W 5 · Owt %，颜料钛白粉15 · Owt %，填料硫酸钡 (800 目）15.0wt%，润湿剂HyonicPE-40 5.0wt%，流平剂RM-2020 0.2wt%和水2.0wt% ;所 述的固化剂为二苯基甲烷二异氰酸酯，其用量为18.所述漆液中各原料的用量和固 化剂的用量之和为l〇〇wt%。
[0038] 上述的双组份水性聚氨酯漆的制备方法为：
[0039] 步骤1:按重量百分比称取下列原料：树脂WHT-1195 36.4wt%，催化剂A-300 1.0￥丨％，分散剂5040 0.1￥丨％，消泡剂202 2.0￥丨％，增稠剂1^-洲5.0￥丨％，颜料钛白粉 15.0wt%，填料硫酸钡 15.0wt%，润湿剂HyonicPE-40 5.0wt%，流平剂RM-2020 0.2wt%， 水2. Owt %和固化剂二苯基甲烷二异氰酸酯18.3wt %。
[0040]步骤2:将步骤1称取的水、分散剂、颜料、填料、增稠剂和消泡剂加入分散缸中，以 转速600rpm打浆25分钟形成浆料；
[0041] 步骤3:在步骤2中得到的浆料中加入步骤1称取的树脂、润湿剂和流平剂，以转速 2000rpm打浆90分钟；
[0042]步骤4:在喷涂前15min，在步骤3所得的浆料中加入步骤1称取的催化剂和固化剂， 以转速700rpm搅拌5min，再在玻璃纤维增强聚氨酯复合材料基材上进行喷涂。
[0043]喷涂好的材料在50°C的烘箱中烘2h，然后观察其表面平整光滑无气泡;铅笔硬度 法测量其漆膜硬度为2H;划格法测量其附着力为1级；测其在常温、50±5%的相对湿度的条 件下固化时间可达到8h，有效延长了漆的活化期，为回收再利用提供了可行性支持的同时， 漆的各项指标均达到行业要求。
[0044] 实施例3
[0045] -种双组份水性聚氨酯漆，由漆液(A组分)和固化剂(B组分)两部分组成，所述的 漆液的各原料的用量为:树脂A145 20wt%，催化剂A-400 0.4wt%，分散剂5040 2.0wt%， 消泡剂202 1 · Owt %，增稠剂RM-8W 3 · Owt %，钛白粉25 · Owt %，填料硫酸钡（2000目） 18.6wt%，润湿剂HyonicPE-40 3.0wt%，流平剂RM-2020 2.0wt和水15.0wt% ;所述的固化 剂为改性的六亚甲基二异氰酸酯(Covestro的N3600)，其用量为lO.Owt% ;所述漆液中各原 料的用量和固化剂的用量之和为l〇〇wt%。
[0046] 上述的双组份水性聚氨酯漆的制备方法为：
[0047] 步骤1:按重量百分比称取下列原料:树脂A145 20wt%，催化剂A-400 0.4wt%，分 散剂5040 2.0wt%，消泡剂202 l.Owt%，增稠剂RM-8W 3.0wt%，钛白粉25.0wt%，填料硫 酸钡 18 · 6wt %，润湿剂HyonicPE-403 · Owt %，流平剂RM-2020 2 · Owt、水15 · Owt % 和固化剂 改性的六亚甲基二异氰酸酯10.〇wt%。
[0048] 步骤2:将步骤1称取的水、分散剂、颜料、填料、增稠剂和消泡剂加入分散缸中，以 转速800rpm打浆25分钟形成浆料；
[0049] 步骤3:在步骤2中得到的浆料中加入步骤1称取的树脂、润湿剂和流平剂，以转速 1700rpm打浆80分钟；
[0050]步骤4:在喷涂前10min，在步骤3所得的浆料中加入步骤1称取的催化剂和固化剂， 以转速700rpm搅拌5min，再在玻璃纤维增强聚氨酯复合材料基材上进行喷涂。
[0051] 喷涂好的材料在50°C的烘箱中烘2h，然后观察其表面平整光滑无气泡;铅笔硬度 法测量其漆膜硬度为2H;划格法测量其附着力为1级；测其在常温、50±5%的相对湿度的条 件下固化时间可达到8h，有效延长了漆的活化期，为回收再利用提供了可行性支持的同时， 漆的各项指标均达到行业要求。
[0052] 实施例4
[0053] 一种双组份水性聚氨酯漆，由漆液(A组分)和固化剂(B组分)两部分组成，所述的 漆液的各原料的用量为:树脂A145 60wt%，催化剂A-300 0.5wt%，分散剂5040 l.Owt%， 消泡剂202 1.5wt%，增稠剂RM-8W 2.0wt%，钛白粉7.5wt%，润湿剂SER-AD FN1566 0.2wt%，流平剂RM-2020 0.3wt和水2.0wt%;所述的固化剂为环己烷二异氰酸酯，其用量 为25. Owt % ;所述漆液中各原料的用量和固化剂的用量之和为lOOwt %。
[0054]上述的双组份水性聚氨酯漆的制备方法为：
[0055] 步骤1:按重量百分比称取下列原料:树脂A145 60wt%，催化剂A-300 0.5wt%，分 散剂5040 l.Owt%，消泡剂202 1.5wt%，增稠剂RM-8W 2.0wt%，钛白粉7.5wt%，润湿剂 SER-AD FN1566 0.2wt%，流平剂RM-2020 0.3wt、水2.0wt%和固化剂25.0wt%。
[0056] 步骤2:将步骤1称取的水、分散剂、颜料、填料、增稠剂和消泡剂加入分散缸中，以 转速800rpm打浆25分钟形成浆料；
[0057] 步骤3:在步骤2中得到的浆料中加入步骤1称取的树脂、润湿剂和流平剂，以转速 1700rpm打浆80分钟；
[0058]步骤4:在喷涂前10min，在步骤3所得的浆料中加入步骤1称取的催化剂和固化剂， 以转速700rpm搅拌5min，再在玻璃纤维增强聚氨酯复合材料基材上进行喷涂。
[0059]喷涂好的材料在50°C的烘箱中烘2h，然后观察其表面平整光滑无气泡;铅笔硬度 法测量其漆膜硬度为2H;划格法测量其附着力为1级；测其在常温、50±5%的相对湿度的条 件下固化时间可达到8h，有效延长了漆的活化期，为回收再利用提供了可行性支持的同时， 漆的各项指标均达到行业要求。
[0060] 实施例5
[0061] -种双组份水性聚氨酯漆，由漆液(A组分)和固化剂(B组分)两部分组成，所述的 漆液的各原料的用量为:树脂2457 45wt%，催化剂1027 0.5wt%，快易分散剂2.0wt%，消 泡剂GY-603 1. Owt %，增稠剂RM-8W 1.5wt，颜料钛白粉3wt %，铁红7wt %，填料碳酸钙粉末 (3000 目）15 · Owt %，润湿剂CF-10 1 · 5wt %，流平剂RM-2000 1 · 5wt % 和水3 · Owt % ;所述的 固化剂为异福尔酮二异氰酸酯，其用量为19wt%;所述漆液中各原料的用量和固化剂的用 量之和为l〇〇wt%。
[0062] 步骤1:按重量百分比称取下列原料:树脂2457 45wt%，催化剂1027 0.5wt%，快 易分散剂2. Owt %，消泡剂GY-603 1. Owt %，增稠剂RM-8W 1.5wt，颜料钛白粉3wt %，铁红 7wt%，填料碳酸钙粉末15.0wt%，润湿剂CF-10 1.5wt%，流平剂RM-2000 1.5wt%，水 3 · Owt%和固化剂19wt%。
[0063] 步骤2:将步骤1称取的水、分散剂、颜料、填料、增稠剂和消泡剂加入分散缸中，以 转速800rpm打浆25分钟形成浆料；
[0064] 步骤3:在步骤2中得到的浆料中加入步骤1称取的树脂、润湿剂和流平剂，以转速 1700rpm打浆80分钟；
[0065]步骤4:在喷涂前lOmin，在步骤3所得的浆料中加入步骤1称取的催化剂和固化剂， 以转速700rpm搅拌5min，再在玻璃纤维增强聚氨酯复合材料基材上进行喷涂。
[0066]喷涂好的材料在50°C的烘箱中烘2h，然后观察其表面平整光滑无气泡;铅笔硬度 法测量其漆膜硬度为2H;划格法测量其附着力为1级；测其在常温、50±5%的相对湿度的条 件下固化时间可达到8h，有效延长了漆的活化期，为回收再利用提供了可行性支持的同时， 漆的各项指标均达到行业要求。
【主权项】
1. 一种双组份水性聚氨醋漆，由漆液和固化剂两部分组成，其特征在于，所述的漆液的 各原料的用量为:催化剂0.1 wt%~1 .Owt%，分散剂0.1 wt%~3.0wt%，消泡剂0.3wt%~ 2.0wt%，增稠剂0.2wt%~5.0wt%，颜料2.0wt%~25.0wt%，填料O.Owt%~25.0wt%，润 湿剂0.20wt% ~5. Owt %，流平齐ijO. 2wt% ~3. Owt，水2. OOwt % ~18. OOwt % 和树脂20wt % ~60wt % ;所述的固化剂为水性异氯酸醋固化剂，其用量为lOwt %~25wt % ;所述漆液中各 原料的用量和固化剂的用量之和为lOOwt%。2. 如权利要求1所述的双组份水性聚氨醋漆，其特征在于，所述的催化剂为催化剂 1027、催化剂4-300，催化剂4-400和催化剂8154中的一种或几种。3. 如权利要求1所述的双组份水性聚氨醋漆，其特征在于，所述的固化剂为改性的六亚 甲基二异氯酸醋、异福尔酬二异氯酸醋、甲苯二异氯酸醋、二苯基甲烧二异氯酸醋和环己烧 二异氯酸醋中的一种或几种复配而成的水性异氯酸醋。4. 如权利要求1所述的双组份水性聚氨醋漆，其特征在于，所述的分散剂为聚丙締酸钢 盐及其衍生物类分散剂和烷基酪聚乙二醇酸类分散剂中的至少一种。5. 如权利要求1所述的双组份水性聚氨醋漆，其特征在于，所述的消泡剂为202消泡剂， DF-8205/879消泡剂和GY-603消泡剂中的一种或几种。6. 如权利要求1所述的双组份水性聚氨醋漆，其特征在于，所述的增稠剂为RM-8W和 TA巧G趙灑PI臘游增稠剂中的一种或两种。7. 如权利要求1所述的双组份水性聚氨醋漆，其特征在于，所述的润湿剂为HyonicPE- 40、S邸-AD FN1566和TRI0N CF-10 中的一种或几种。8. 如权利要求1所述的双组份水性聚氨醋漆，其特征在于，所述的流平剂为RM-2020流 平剂，DSX2000流平剂和Coapur2025流平剂中的一种或几种。9. 如权利要求1所述的双组份水性聚氨醋漆，其特征在于，所述的树脂为A145水性聚氨 醋水稀释型径基丙締酸分散体、Bayhy化01XP2457阴离子聚丙締酸分散体和WHT-1195中的 一种或几种。10. 权利要求1-9中任一项所述的双组份水性聚氨醋漆的制备方法，其特征在于，包括： 步骤1:按重量百分比称取下列原料：催化剂0 . Iwt %~1. Owt %，分散剂0 . Iwt %~ 3. Owt%，消泡剂0.3wt % ~2. Owt%，增稠剂0.% ~5. Owt%，颜料2. Owt % ~25. Owt %， 填料0.0 wt % ~25. Owt %，润湿剂0.20wt % ~5. Owt %，流平剂O. % ~3. Owt，水2. OOwt % ~IS.OOwt%，树脂20wt%~60wt%和固化剂lOwt%~25wt% ; 步骤2:将步骤1称取的水、分散剂、颜料、填料、增稠剂和消泡剂加入分散缸中，W转速 600-900巧m打浆25-30分钟形成浆料； 步骤3:在步骤2中得到的浆料中加入步骤1称取的树脂、润湿剂和流平剂，W转速1500- 2000巧m打浆70-90分钟； 步骤4:在喷涂前5-15min，在步骤3所得的浆料中加入步骤1称取的催化剂和固化剂，W 转速60化pm~80化pm揽拌3-7min，再在基材上进行喷涂。
【文档编号】C09D175/04GK105969149SQ201610559770
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月15日
【发明人】张丽, 孙生根, 徐伟
【申请人】上海克络蒂材料科技发展有限公司