一种双组份无溶剂聚氨酯涂料及其制备方法和应用与流程

本发明属于涂料，特别涉及一种双组份无溶剂聚氨酯涂料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、聚氨酯涂料是较常见的一类涂料，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(也称为低分子氨基甲酸酯聚合物)和含羟基树脂两部分组成，通常被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。一聚氨酯涂料般都具有良好的机械性能、较高的固体含量，是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聚氨酯涂料。

2、现有的聚氨酯涂料由于采用溶剂进行制备，导致制得的聚氨酯涂料对环境有一定的污染，不能实现进行绿色环保的生产、使用聚氨酯涂料，从而给聚氨酯涂料的推广使用带来极大的不便。

3、因此，亟需提供一种不含溶剂的聚氨酯涂料，达到既保证聚氨酯涂料本身的物理化学性能(例如机械性能、耐腐蚀、耐磨、耐老化等)，又不会对环境造成污染的目的。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种双组份无溶剂聚氨酯涂料及其制备方法和应用。本发明所述双组份无溶剂聚氨酯涂料不含溶剂，且具有良好的耐腐蚀性能、机械性能。

2、本发明的发明构思为：本发明所述双组份无溶剂聚氨酯涂料不含溶剂，由a组分和b组分构成，a组分和b组分中各组分含量为特定选择，其中，氢化环氧树脂、三聚磷酸二氢铝与其他组分相互作用，使得本发明双组份无溶剂聚氨酯涂料及其形成的涂层具有环保性、良好机械性能，以及耐磨、耐腐蚀性。进一步加入多孔玻璃微珠，有助于进一步提高涂层的耐磨性和自清洁性。

3、本发明的第一方面提供一种双组份无溶剂聚氨酯涂料。

4、具体的，一种双组份无溶剂聚氨酯涂料，其特征在于，包括a组分和b组分；

5、所述a组分包括聚酯多元醇、氢化环氧树脂、三聚磷酸二氢铝；

6、所述b组分包括：多亚甲基多苯基异氰酸酯；所述a组分与b组分的重量比为3：(0.5-1.5)；

7、所述氢化环氧树脂的制备过程包括：将氢化双酚a、环氧氯甲烷、以及甲基异丁基酮混合，然后加入催化剂和碱液，升温反应，然后降温，再加入碱液，制得所述氢化环氧树脂。

8、优选的，一种双组份无溶剂聚氨酯涂料，包括包括a组分和b组分；

9、所述a组分按重量份计，包括：聚酯多元醇28-45份、氢化环氧树脂8-25份、笼型聚倍半硅氧烷4-12份、活性硅微粉4-12份、钛白粉1-6份、三聚磷酸二氢铝2-5.5份、白云母粉2-5.5份、助剂1.5-10.5份；

10、所述b组分按重量份计，包括：多亚甲基多苯基异氰酸酯20-30份、辅助液体填料10-20份、六亚甲基二异氰酸酯5-10份、重质碳酸钙5-10份。

11、优选的，所述氢化双酚a、环氧氯甲烷、以及甲基异丁基酮的重量比为1：(0.5-1.5)：(0.5-1.5)，更优选为1：1：1。

12、优选的，所述催化剂的重量为氢化双酚a的5％以下，例如1-3％。

13、优选的，所述碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，进一步优选为30-35％质量分数的氢氧化钠溶液。

14、优选的，升温反应前加入的碱液重量为氢化双酚a的10％以下，例如8-10％。

15、优选的，降温后加入的碱液重量为氢化双酚a的5％以下，例如1-3％。

16、优选的，所述催化剂为三氟化硼乙醚。

17、优选的，所述反应的温度为110-120℃，反应的时间为2-3小时。

18、优选的，所述反应是在反应釜中进行。

19、优选的，降温至60-70℃时，加入碱液。

20、优选的，所述助剂包括消泡剂、分散剂、流平剂中的至少一种。

21、优选的，所述a组分按重量份计，包括：聚酯多元醇30-40份、氢化环氧树脂10-20份、笼型聚倍半硅氧烷5-10份、活性硅微粉5-10份、钛白粉3-5份、消泡剂1-3份、三聚磷酸二氢铝3-5份、白云母粉3-5份、分散剂1-3份、流平剂1-3份。

22、优选的，所述b组分还包括氧化铁红和/或阻燃剂。

23、优选的，所述b组分按重量份计，包括：多亚甲基多苯基异氰酸酯20-30份、辅助液体填料10-20份、六亚甲基二异氰酸酯5-10份、重质碳酸钙5-10份、阻燃剂1-3份。

24、优选的，所述a组分还包括紫外吸收剂1-3份、抗氧化剂和无机颜填料0.5-1份。

25、优选的，所述b组分还包括氧化铁红5-10份。

26、优选的，所述a组分按重量份计，包括：聚酯多元醇30-40份、氢化环氧树脂10-20份、笼型聚倍半硅氧烷5-10份、活性硅微粉5-10份、钛白粉3-5份、消泡剂1-3份、三聚磷酸二氢铝3-5份、白云母粉3-5份、分散剂1-3份、流平剂1-3份、紫外吸收剂1-3份、抗氧化剂和无机颜填料0.5-1份。

27、优选的，所述b组分按重量份计，包括：多亚甲基多苯基异氰酸酯20-30份、辅助液体填料10-20份、六亚甲基二异氰酸酯5-10份、重质碳酸钙5-10份、阻燃剂1-3份、氧化铁红5-10份。

28、优选的，所述a组分还包括多孔玻璃微珠。

29、优选的，所述a组分按重量份计，包括：聚酯多元醇30-40份、氢化环氧树脂10-20份、笼型聚倍半硅氧烷5-10份、活性硅微粉5-10份、钛白粉3-5份、消泡剂1-3份、三聚磷酸二氢铝3-5份、白云母粉3-5份、分散剂1-3份、流平剂1-3份、紫外吸收剂1-3份、抗氧化剂和无机颜填料0.5-1份、多孔玻璃微珠1-5份。

30、优选的，所述聚酯多元醇选自聚己内酯多元醇和聚碳酸酯二醇或其他常规聚酯多元醇中的至少一种。

31、优选的，所述消泡剂为氧化钙、有机硅消泡剂或聚合物型消泡剂中的至少一种。

32、优选的，所述紫外吸收剂为2，4-二羟基二苯甲酮或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮中的至少一种。

33、优选的，所述分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或焦磷酸钠中的至少一种。

34、优选的，所述流平剂为聚醚改质聚硅氧烷。

35、优选的，所述无机颜填料为石英粉或碳酸钙中的一种。

36、优选的，所述辅助液体填料为环烷油、环氧大豆油、橡胶填充油或芳烃油中的至少一种。

37、优选的，所述阻燃剂为磷酸三(2-氯乙基)酯或磷酸三(1,3-二氯丙基)酯中的至少一种。

38、本发明的第二方面提供一种双组份无溶剂聚氨酯涂料的制备方法。

39、具体的，一种双组份无溶剂聚氨酯涂料的制备方法，包括以下步骤：

40、s1、称取各组分；

41、s2、将a组分的物质组分搅拌混合，制得a组分；

42、s3、将b组分的物质组分搅拌混合，制得b组分；

43、s4、a组分和b组分构成所述双组份无溶剂聚氨酯涂料。

44、优选的，所述制备方法，包括以下步骤：

45、s1、称取各组分，并保存待用；

46、s2、a组分的制备：将步骤s1称量的氢化环氧树脂、笼型聚倍半硅氧烷、活性硅微粉、钛白粉、消泡剂、三聚磷酸二氢铝、白云母粉、紫外吸收剂、分散剂、流平剂、抗氧化剂和无颜填料依次倒入混合搅拌设备中，以转速为500-600r/min，温度为30-45℃的条件下混合搅拌20-25min，即制得a组分；

47、s3、b组分的制备：将步骤s1称量的多亚甲基多苯基异氰酸酯、辅助液体填料、六亚甲基二异氰酸酯、重质碳酸钙、阻燃剂和氧化铁红依次倒入混合搅拌设备中，以转速为600-700r/min，温度为30-45℃的条件下混合搅拌10-20min，即制得b组分；

48、s4、聚氨酯涂料的复配：将步骤s2制备的a组分和步骤s3制得的b组分分别倒入不同混合设备中在30-35℃，800-900r/min的转速条件下混合搅拌30-35min，即制得双组份无溶剂聚氨酯涂料。

49、所述双组份无溶剂聚氨酯涂料(使用前混合a组合和b组分)通过喷涂设备均匀喷涂至待涂覆产品上即完成涂料的使用。

50、本发明的第三方面提供一种双组份无溶剂聚氨酯涂料的应用。

51、上述双组份无溶剂聚氨酯涂料在防腐领域中的应用。

52、优选的，所述应用包括在化工防腐设备中的应用。

53、相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

54、本发明所述双组份无溶剂聚氨酯涂料不含溶剂，由a组分和b组分构成，a组分和b组分中各组分含量为特定选择，其中，氢化环氧树脂、三聚磷酸二氢铝与其他组分相互作用，使得本发明双组份无溶剂聚氨酯涂料及其形成的涂层具有环保性、良好机械性能，以及耐磨、耐腐蚀性。进一步加入多孔玻璃微珠，有助于进一步提高涂层的耐磨性和自清洁性。