[發(fā)明專利]制備環(huán)氧丙烯酸酯改性水性聚氨酯涂料的方法

無效

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• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN102585693A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設計）人: 沈國儉
• 申請（專利權）人: 常熟市協(xié)新冶金材料有限公司
• 主分類號: C09D175/14
• 分類號: C09D175/14;C09D7/12;C08G18/67;C08G59/17;C08G59/16
• 代理公司: 常熟市常新專利商標事務所 32113
• 代理人: 朱偉軍

技術領域

本發(fā)明屬于化工涂料技術領域，具體涉及一種制備環(huán)氧丙烯酸酯改性水性聚氨酯涂料的方法。

背景技術

水性聚氨酯具有良好的物理學性能和優(yōu)良的耐寒性，是發(fā)展較快的綠色環(huán)保材料，但是，單一的聚氨酯乳液的自增稠性差，固體含量低，乳膠膜的耐水性能差，機械強度低，光澤度低，成本高。如中國專利公開號CN101457120A公開的一種雙組分聚氨酯涂料及生產方法、施工方法；聚丙烯酸酯乳液具有較好的耐水性、物理學性能和耐候性能而被廣泛用于涂料行業(yè)，如中國專利公開號CN1179745A公開的一種用于橡膠制品的丙烯酸乳膠涂料；環(huán)氧樹脂具有出色的黏結能力、高模量、高強度、優(yōu)良的附著力、低收縮率、耐水和耐化學性好等優(yōu)點，是傳統(tǒng)涂料的重要組成部分。如中國專利公開號CN101085898A公開的一種環(huán)保型常溫固化水性環(huán)氧樹脂涂料。

鑒于已有技術中尚無綜合性能較為完善的聚氨酯水性涂料，又鑒于單純的水性聚氨酯在性能上難以滿足人們的需求，因此利用環(huán)氧樹脂出色的黏結能力、高模量、高強度、優(yōu)良的附著力、低收縮率和耐水、耐化學性好等優(yōu)點以及丙烯酸酯較好的耐水性、物理學性能和耐候性能且成本低廉的特點，通過接枝共聚方式將兩者樹脂引入水性聚氨酯鏈段中，對水性聚氨酯進行改性，藉此制成綠色環(huán)保并且各方面性能均能得到顯著提高的研究具有積極意義。

基于這樣的背景，本發(fā)明者做了大量的深入研究工作，并作了有益的探索，發(fā)明了解決上述不足的技術方案。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種制備環(huán)氧丙烯酸酯改性水性聚氨酯涂料的方法，由該方法制備的涂料不僅具有環(huán)氧樹脂出色的黏結能力、高模量、高強度、優(yōu)良的附著力、低收縮率、耐水和耐化學性，而且具有丙烯酸酯拔萃的耐水性、物理學性能和耐候性能且成本低廉的特點，還具有水性聚氨酯的良好的物理學性能和優(yōu)良的耐寒性并且具有綠色環(huán)保性。

本發(fā)明的任務是這樣來完成的，一種制備環(huán)氧丙烯酸酯改性水性聚氨酯涂料的方法，包括以下步驟：

A).改性環(huán)氧丙烯酸酯的合成

在四口燒瓶1中加入按重量計的環(huán)氧樹脂6-8份、改性劑0.2-0.4份和催化劑0.002-0.003份，加熱到75-85℃，加入阻聚劑0.01-0.04份，滴加丙烯酸類單體2-3份和催化劑0.001-0.003份的混合溶液，在30-60min內滴加完，而后升溫到85～90℃，每隔60min取樣測酸值1次，當酸值小于5mgKOH/g時，降溫得到改性的環(huán)氧丙烯酸酯；

B).制備環(huán)氧丙烯酸酯改性的水性聚氨酯乳液

按重量計，向裝有攪拌器、溫度計、冷凝管和氮氣導管的四口燒瓶2中加入甲基-2，4-二異氰酸酯4-6份，在常溫下并且在氮氣的保護下滴加改性劑0.5-0.6份，滴加完畢后升溫至60～65℃，并且跟蹤-NCO質量分數的變化，當接近理論值n(-NCO)/n(-OH)為1.3～1.4時降溫到50℃，加入二羥甲基丙酸4-6份以及步驟A）制得的改性環(huán)氧丙烯酸酯和催化劑0.001-0.003份，緩慢升溫到75～80℃，當二羥甲基丙酸小顆粒消失后降溫至50℃，加入阻聚劑0.01-0.06份，混勻，滴加丙烯酸類單體6-11份，滴加完成后緩慢升溫到70～75℃，降溫至50℃，加入中和劑3-8份，中和時間為12-18min，在控制轉速750-850r/min攪拌狀態(tài)滴加去離子水45-65份稀釋，得到環(huán)氧丙烯酸酯改性的水性聚氨酯乳液;

C).制備成品的環(huán)氧丙烯酸酯改性水性聚氨酯涂料

在帶有攪拌器的反應器中加入步驟B)得到的環(huán)氧丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液，開啟攪拌，在控制轉速200～300r/min攪拌狀態(tài)下依次加入引發(fā)劑0.05-0.1份、助劑及水性顏料，攪拌25-35min后，過濾出料，即得到環(huán)氧丙烯酸酯改性水性聚氨酯涂料。

在本發(fā)明的一個具體的實施例中，所述的丙烯酸類單體為丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯和甲基丙烯酸甲酯中的一種以上。

在本發(fā)明的另一個具體的實施例中，所述的阻聚劑為對甲氧基苯酚。

在本發(fā)明的又一個具體的實施例中，所述的引發(fā)劑為過硫酸鉀或過硫酸銨。

在本發(fā)明的再一個具體的實施例中，所述的改性劑為聚丙二醇（PPG600）、聚丙二醇（PPG1000）或聚丙二醇（PPG2000）。