一种双组分水性聚氨酯地坪涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及涂料领域，确切地说是一种双组分水性聚氨酯地坪涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]传统的溶剂型PU地坪涂料中含有大量的挥发性有机物(V0C)和少量的游离异氰酸酯，易对环境及人体造成危害。随着环保要求及涂料水性化技术的发展，低V0C含量的水性聚氨酯(WPU)地坪涂料逐渐替代溶剂型产品。
[0003]单组分WPU是PU最早的水性化产物，其相对分子质量较低，交联度不高，导致其耐溶剂和化学品性不佳，涂膜硬度以及表面光泽度均较低，通过交联、复合改性的单组分WPU经过改良从一定的程度上提升了 WPU涂料的性能，使其在食品、药品加工和包装等厂房，以及机场、商业点的地坪涂料涂装得到了应用。为了更好的满足需求，使WPU地坪涂料的性能接近溶剂型双组分PU地坪涂料，近年来的研究开发趋向于双组分交联型聚氨酯水性地坪涂料。
[0004]双组分WPU地坪涂料以水为分散介质，由水性多元醇组分和多异氰酸酯固化剂组分组成。目前已公开的WPU地坪涂料专利大多使用丙烯酸树脂分散体或丙烯酸羟基乳液作为水性多元醇组分，如中国专利CN102533077A、CN102516858A、CN102634273A等，这些地坪涂料体系中的V0C含量虽然低于现有的溶剂型地坪涂料，但丙烯酸酯容易热黏冷脆，其耐候性能较差。CN102260446A公开了一种水性单组分聚氨酯地坪涂料及其制备方法，该地坪涂料安全环保，易于实施，但由于所用的成膜物质为聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液，其涂膜未经化学交联，无法提供良好的耐候性。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是:提供一种V0C含量低、耐候性好、适用范围广的双组分水性聚氨酯地坪涂料。
[0006]本发明解决上述问题的技术方案是:
一种双组分水性聚氨酯地坪涂料，由A、B两组分构成，其特征在于，所述A组分由下述组分构成，以重量百分比计:
有机硅改性聚氨酯多元醇水分散体 35~75 颜料2-20
填料3-15
润湿剂0.1-0.4
消泡剂0.1-0.5
分散剂0.4-0.8
增稠剂0.3-1.0
流平剂0.1-0.3 去离子水10-30
所述B组分为亲水改性脂肪族聚异氰酸酯。
[0007]所述的双组分水性聚氨酯地坪涂料，其特征在于，所述有机硅改性聚氨酯多元醇水分散体的原料配方比以重量百分比计为:
TDI11.5
聚醚 N22019.8
小分子羟基硅油2.0
DMPA1.6
BD02.4
TMP0.15
TEA1.2
DEA0.63
EDA0.72
去离子水60。
[0008]所述的双组分水性聚氨酯地坪涂料，其特征在于，所述有机硅改性聚氨酯多元醇水分散体的制备方法为:
a:在装有搅拌装置、回流冷凝管和温度计的三口烧瓶中加入TD1、N220及小分子羟基硅油，置于油浴锅中，90°C左右聚加成反应1 h左右；
b:降温至85°C左右，加入DMPA、BD0扩链反应3 h左右；
c:加入TMP交联反应1 h左右，至此，得到端-NC0的有机硅改性聚氨酯预聚体；
d:将预聚体转入乳化杯中，低速搅拌，加入TEA中和羧基；
e:强剪切下，在上述产物中缓慢加入含DEA和EDA的去离子水溶液，同步进行剩余-NC0的扩链和封端反应，引入羟基，过滤即得有机硅改性聚氨酯多元醇水分散体。
[0009]所述小分子羟基硅油选用嘉兴联合化学产品uc-206或江西华昊化工产品H-203。
[0010]所述的双组分水性聚氨酯地坪涂料，其特征在于，所述颜料为酞菁蓝、酞菁绿、炭黑、氧化铁黑、氧化铁黄、氧化铁红、金红石型钛白粉中的一种或几种。
[0011]所述的双组分水性聚氨酯地坪涂料，其特征在于，所述填料为钛白粉、锌钡白、碳酸钙、滑石粉、云母粉中的一种或几种。
[0012]所述的双组分水性聚氨酯地坪涂料，其特征在于，所述润湿剂选用科宁公司产品PE-100或德国毕克公司产品BYK-181 ；
所述消泡剂选用德国毕克公司产品BYK-025、BYK-028和BYK-045中的一种或几种；所述分散剂选用陶氏化学产品CF-10或日本诺普科产品SN-5027 ;
所述增稠剂选用罗门哈斯产品RM-8W，或采用RM-2020与RM-8W配合使用；
所述流平剂选用广州恒宇化工的产品HY-3018或毕克公司的BYK-381。
[0013]所述的双组分水性聚氨酯地坪涂料，其特征在于，所述B组分选用德国拜耳公司产品 Bayhydur XP 2655。
[0014]所述的双组分水性聚氨酯地坪涂料的制备方法，其特征在于:由所述的组分A和组分B按重量配比4?6: 1混合均匀，得到双组分水性聚氨酯地坪涂料；
所述的A组分制备方法为:首先在分散缸中加入去离子水，开动分散机，调转速800转/min左右，依次投入有机硅改性聚氨酯多元醇水分散体、润湿剂、消泡剂、分散剂、增稠剂，调转速1400?1600转/min，充分分散20?30min ;调转速300?500转/min，再加入有机硅改性聚氨酯多元醇水分散体、流平剂、增稠剂，继续分散10?15min，分散完毕，出料，A组分制备完成；B组分为拜耳公司水性聚氨酯固化剂Bayhydur XP 2655。
[0015]
一种双组分水性聚氨酯地坪涂料，该涂料由A、B两组分组成:
组分A:该组分包括有机硅改性聚氨酯多元醇水分散体、颜料、填料、润湿剂、消泡剂、分散剂、增稠剂、流平剂、去离子水；
组分B:拜耳公司水性聚氨酯固化剂Bayhydur XP 2655 ；
所述A组分由下述组分构成，以质量百分比计:
有机硅改性聚氨酯多元醇水分散体 35~75
颜料2-20
填料3-15
润湿剂0.1-0.4
消泡剂0.1-0.5
分散剂0.4-0.8
增稠剂0.3-1.0
流平剂0.1-0.3
去离子水10-30
所述有机硅改性聚氨酯多元醇水分散体的原料配方比(重量％)为:
甲苯二异氰酸酯(TDI)11.5
聚醚 N22019.8
小分子羟基硅油2.0
二羟甲基丙酸(DMPA)1.6
1,4-丁二醇(BD0)2.4
三羟甲基丙烷(TMP)0.15
三乙胺(TEA)1.2
二乙醇胺(DEA)0.63
乙二胺(EDA)0.72
去离子水60
本发明具有以下优点:
(1)有机硅氧烷具有独特的化学结构，其表面能较低，因此在成膜过程中向表面富集，可赋予改性聚合物涂膜优良的耐水、耐油污、耐候、耐高低温使用性能以及良好的机械性能。将有机硅引入多元醇水分散体结构中，不仅能够提高多元醇的各项性能，而且用其配制的双组分水性聚氨酯的性能也同样可以得到提升。
[0016](2)本发明中使用的有机硅改性剂为分子量较小的羟基硅油，其具有羟值含量高、环体含量低及贮存稳定等特点。由于所用羟基硅油分子量低，较少的量即可以达到理想的改性效果，避免了羟基硅油用量大造成的聚合物严重微相分离。
[0017](3)由聚氨酯多元醇水分散体配制的水性双组分聚氨酯地坪涂料具有优异的柔韧性、耐磨性和耐化学品性。
[0018](4)双组分水性聚氨酯地坪涂料具有优良的机械耐磨性和韧性，漆膜的弹性可通过调节组分比来控制，能够满足不同的客户需求，市场使用范围更广。
[0019](5)本发明涂料以水为分散介质，涂料的V0C含量极低，不仅节省了大量石油资源，而且施工方便，可在潮湿的基材表面直接施工，克服了溶剂型地坪涂料对水敏感的弱点。
[0020](6)本发明涂料的A组分的各个组成部分相互匹配，可以产生很好的协同作用，最终所形成的涂膜具有较好的硬度、耐磨性、柔韧性等物理机械性能及耐化学品性。
【具体实施方式】
[0021 ] 以下是本发明的具体实施例，但不限于所述实施例。
[0022]实施例1
双组分水性聚氨酯地坪涂料由A、B组分组成。
[0023]A、B组分配方重量份组成如下:
A组分