本发明涉及涂料技术领域，特别是涉及一种水性聚氨酯涂料及其制备方法。
背景技术：
随着各国环保法规的健全和人们环保意识的增强，传统溶剂型涂料中的挥发性有机化合物(voc)以及有害空气污染物(hap)的排放量受到愈来愈严格的限制，开发低污染、高性能、多功能的环保型水性涂料成为涂料技术发展的主要方向。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贮存稳定性、涂膜机械性能、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。
随着人们环保意识的加强和各国环保法律法规对挥发性有机化合物(voc)排放量的限制,水性聚氨酯的研究与开发日益受到重视。现有技术中的聚氨酯涂料存在着干燥慢，硬度低、易回黏，漆膜丰满度比不上溶剂型涂料的问题，涂料耐水性、耐溶剂性等理化性能较差，同时其生产成本较高，施工环境要求高，且涂装工艺复杂。
技术实现要素：
基于此，本发明的目的在于，提供一种水性聚氨酯涂料，其具有高硬度、耐磨损、环境友好性良好、不易燃烧、成本低、施工方便、耐水性好的优点。
一种水性聚氨酯涂料，其包括a组分和b组分，所述a组分包括以下重量份数计的原料：去离子水12-15份、水性多元醇树脂分散体40-65份、流平剂1-2份、消泡剂0.5-1份、基材润湿剂0.5-1份、颜填料色浆15-50份，所述b组分包括以下重量份数计的原料：溶剂10-20份，助剂1-2份，聚异氰酸酯80-90份。
相对于现有技术，本发明所提供的一种水性聚氨酯涂料，其通过优化涂料组分配方结构，突破目前水性聚氨酯干燥慢、硬度低、耐水性和耐溶剂等理化性能差等难题，所制得的水性聚氨酯涂料具有硬度高、耐磨损、耐水性能和耐溶剂性能良好的优点，同时施工方便，成本低。
进一步地，所述多元醇树脂分散体为玻璃化转变温度为40-60℃的聚丙烯酸酯多元醇分散体，其羟基官能度至少为2，通过对多元醇树脂分散体进行优选，玻璃化转变温度的进一步限定有助于提高所制得水性聚氨酯涂料的干燥性，同时提高水性聚氨酯涂膜的耐候性、耐水性和力学强度。
进一步地，所述聚异氰酸酯包括脂肪族和/或脂环族聚异氰酸酯。通过脂肪族或脂环族聚异氰酸酯的使用，并对其使用比例进行优化限定，在实现水性聚氨酯涂料的水溶性的同时，提高了其耐水性。
进一步地，所述脂肪族或脂环族聚异氰酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。
进一步地，所述流平剂选自表面活性剂或聚丙烯酸、羧甲基纤维素中的一种或多种，其能有效降低涂饰液表面张力，提高其流平性和均匀性，有助于形成平整、光滑及均匀的涂膜。
进一步地，所述消泡剂为有机硅聚醚酯、矿物油、c7-c9的醇中的一种或多种，降低涂料的表面张力，防止泡沫形成或减少泡沫，减少表面缺陷的产生，避免对成膜性能造成影响。
进一步地，所述基材润湿剂为聚硅氧烷gemini表面活性剂、碳酸盐gemini表面活性剂、磷酸酯盐gemini表面活性剂中的一种或多种，gemini表面活性剂分子中含有两个极性基团和两个非极性基团，这样更容易在固体表面形成非极性基团朝向气体，极性基团朝向固体的定向排列的吸附层，自由能高的固体表面因碳氢链的覆盖而转变为低的自由能表面，从而提高涂料的基材润湿性。
相对于现有技术，本发明所提供的水性聚氨酯涂料，其通过优化涂料组分配方结构，突破目前水性聚氨酯干燥慢、硬度低、耐水性和耐溶剂等理化性能差等难题，所制得的水性聚氨酯涂料具有硬度高、耐磨损、耐水性能和耐溶剂性能良好的优点，同时施工方便，成本低。进一步对水性多元醇树脂进行优选限定，并结合亲水性聚异氰酸酯固化剂和疏水性聚异氰酸酯固化剂的搭配使用，并优选其使用配比，在实现水性聚氨酯涂料的水溶性的同时，提高了其耐水性。同时对各加工助剂的进行优化选用，综合提升了水性防腐涂料的理化性能和加工性能，所制得的水性防腐涂料具有室温储存稳定性良好、力学性能优异、防腐蚀性强的优点。
另外，本发明还提供了一种水性聚氨酯涂料的制备方法，其包括如下具体操作步骤：
1)将水性多元醇分散体、去离子水加入生产缸，并分散均匀；
2)将流平剂、消泡剂、润湿剂边分散边加入至步骤1)所得混合液中，并分散均匀；
3)将颜填料色浆边分散边加入至步骤2)所得的混合液中，并分散均匀；过滤制得a组分；
4)将溶剂、助剂、聚异氰酸酯边分散边加入，并分散均匀；过滤制得b组分；
5)分散均匀后按包装要求进行包装。
进一步地，所述步骤2)～4)中均为在400-500rpm转速条件下边分散边加入各组分。
进一步地，步骤1)中为在500-1500rpm转速条件下分散10-20min；步骤2)中为在600-1500rpm转速条件下分散10-30min；步骤3)中为在600-1500rpm转速条件下分散35-60min；步骤4)中为在600-1500rpm转速条件下分散10-20min。
相对于现有技术，本发明所提供的水性聚氨酯涂料的制备方法工艺安排合理，操作简便，环境友好，所制得涂膜质量高，应用前景广阔。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种水性聚氨酯涂料，其包括a组分和b组分，所述a组分包括以下重量份数计的原料：去离子水12份、水性多元醇树脂分散体40份、流平剂1份、消泡剂0.5份、基材润湿剂0.5份、颜填料色浆15份，所述b组分包括以下重量份数计的原料：溶剂10份，助剂1份，聚异氰酸酯80份。
所述多元醇树脂分散体为玻璃化转变温度为40-60℃的聚丙烯酸酯多元醇分散体，其羟基官能度至少为2；所述聚异氰酸酯包括脂肪族或脂环族聚异氰酸酯，所述脂肪族或脂环族聚异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯，其比例为1：2；所述流平剂为有机硅流平剂，所述消泡剂为有机硅聚醚酯，所述基材润湿剂为聚硅氧烷gemini表面活性剂。
实施例2
本实施例提供一种水性聚氨酯涂料，其包括a组分和b组分，所述a组分包括以下重量份数计的原料：去离子水15份、水性多元醇树脂分散体65份、流平剂2份、消泡剂1份、基材润湿剂1份、颜填料色浆50份，所述b组分包括以下重量份数计的原料：溶剂20份，助剂2份，聚异氰酸酯90份。
所述多元醇树脂分散体为玻璃化转变温度为40-60℃的聚丙烯酸酯多元醇分散体，其羟基官能度至少为2；所述聚异氰酸酯包括脂肪族或脂环族聚异氰酸酯，所述脂肪族或脂环族聚异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯；所述流平剂为氟碳化合物类流平剂，所述消泡剂为矿物油，所述基材润湿剂为碳酸盐gemini表面活性剂。
实施例3
本实施例提供一种水性聚氨酯涂料，其包括a组分和b组分，所述a组分包括以下重量份数计的原料：去离子水13份、水性多元醇树脂分散体50份、流平剂1.5份、消泡剂0.8份、基材润湿剂0.8份、颜填料色浆30份，所述b组分包括以下重量份数计的原料：溶剂15份，助剂1.5份，聚异氰酸酯85份。
所述多元醇树脂分散体为玻璃化转变温度为40-60℃的聚丙烯酸酯多元醇分散体，其羟基官能度至少为2；所述聚异氰酸酯包括脂肪族或脂环族聚异氰酸酯，所述脂肪族或脂环族聚异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯和4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯，其比例为1：1.5；所述流平剂为氟碳化合物类流平剂和丙烯酸酯流平剂，所述消泡剂为c7-c9的醇，所述基材润湿剂为碳酸盐gemini表面活性剂和磷酸酯盐gemini表面活性剂。
相对于现有技术，本发明所提供的水性聚氨酯涂料，其通过优化涂料组分配方结构，突破目前水性聚氨酯干燥慢、硬度低、耐水性和耐溶剂等理化性能差等难题，所制得的水性聚氨酯涂料具有硬度高、耐磨损、耐水性能和耐溶剂性能良好的优点，同时施工方便，成本低。进一步对水性多元醇树脂进行优选限定，并结合亲水性聚异氰酸酯固化剂和疏水性聚异氰酸酯固化剂的搭配使用，并优选其使用配比，在实现水性聚氨酯涂料的水溶性的同时，提高了其耐水性。同时对各加工助剂的进行优化选用，综合提升了水性防腐涂料的理化性能和加工性能，所制得的水性防腐涂料具有室温储存稳定性良好、力学性能优异、防腐蚀性强的优点。
实施例4
本实施例提供了一种水性聚氨酯涂料的制备方法，其包括如下具体操作步骤：
1)将水性多元醇分散体、去离子水加入生产缸，并在500-1500rpm转速条件下分散10-20min；
2)将流平剂、消泡剂、润湿剂在400-500rpm转速条件下边分散边加入至步骤1)所得混合液中，并在600-1500rpm转速条件下分散10-30min；
3)将颜填料色浆在400-500rpm转速条件下边分散边加入至步骤2)所得的混合液中，并在600-1500rpm转速条件下分散35-60min；过滤制得a组分；
4)将溶剂、助剂、聚异氰酸酯在400-500rpm转速条件边分散边加入，并在600-1500rpm转速条件下分散10-20min并分散均匀；过滤制得b组分；
相对于现有技术，本发明所提供的水性聚氨酯涂料的制备方法工艺安排合理，操作简便，环境友好，所制得涂膜质量高，应用前景广阔。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。