[發明專利]耐黃變、耐候氟改性聚氨酯罩面清漆及其制備方法

有效

• 申請號: 201310502859.8
• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN103555183A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 洪杰;林金斌;張育乾;吳潔;孔德道
• 申請（專利權）人: 三棵樹涂料股份有限公司
• 主分類號: C09D175/08
• 分類號: C09D175/08;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/38;C08G18/10
• 代理公司: 福州科揚專利事務所 35001
• 代理人: 徐開翟

技術領域

本發明涉及一種耐黃變、耐候氟改性聚氨酯的制備方法，尤其涉及到以此改性聚氨酯來制備罩面清漆的方法。

背景技術

罩面清漆是涂料涂裝過程中很重要的一道工序，通過對涂料的罩面處理，能夠對底層涂料起到很好的保護作用。因此，一款性能好的罩面清漆能夠提高涂料的耐磨、耐化學、耐候以及耐洗刷的特性，延長涂料的使用年限。聚氨酯類罩面清漆由于高抗張強度、耐化學性以及耐候性、易于加工以及良好的機械性質，使得其罩面清漆的市場上占據著很大的份額，尤其是芳香族聚氨酯罩面清漆更成為了聚氨酯類罩面清漆的重要組成部分（X.F.Yang,C.Vang,D.E.Tallman,et?al.Polym.Degrad.Stab.2001,74,341–351;B.Ahmadi,M.Kassiriha,K.Khodabakhshi,et?al.Prog.Org.Coat.2007,60,99–104;）。芳香族聚氨酯罩面清漆雖然價格低廉，有助于生產成本控制，然而近年來有不少涂料用戶和研究者發現，芳香族聚氨酯罩面清漆在使用過程中顏色會逐漸變得黯淡且嚴重發黃。有研究指出，紫外線輻射、水以及氧氣是導致聚氨酯罩面清漆分解、發黃的最主要因素，紫外線的直接輻射會導致芳香族聚氨酯材料當中與苯環直接相連的氨基甲酸酯基團的分解，生成苯胺，苯胺經進一步氧化會形成醌式結構的顯色基團，最終造成罩面清漆顏色的變化以及涂層表面裂縫的產生（M.M.Jalili,S.Moradian,Prog.Org.Coat.2009,66,359–366;D.R.Bauer,R.A.Dickie,J.L.Koenig,Ind.Eng.Chem.Prod.Res.Dev.1986,25,289–296.）。

針對芳香族聚氨酯罩面清漆在使用過程中容易發生黃變的問題，本發明以烷基、環烷基二異氰酸酯（HDI與IPDI）或者苯二亞甲基二異氰酸酯（XDI）與聚四亞甲基醚二醇（PTMEG）為原料，通過全氟烷基乙醇進一步改性，最后用多元醇進行擴鏈從而得到了耐黃變、耐候氟改性聚氨酯罩面清漆。烷基、環烷基二異氰酸酯（HDI與IPDI）在紫外輻射下不會形成顯色基團，而苯二亞甲基二異氰酸酯（XDI）由于在苯環與異氰酸酯基團之間引入了亞甲基，因此也不會再紫外輻射條件下發生變色。本發明還在聚氨酯分子鏈上引入了全氟烷基乙醇，所引入的全氟烷基乙醇顯著降低聚氨酯罩面清漆的表面能，使其具備耐水、耐油污的能力（S.J.Bonafede,R.F.Brady,Surf.Coat.Int.1998,4,181-185;S.Yang,L.Wang,C.-F.Wang,et?al.Langmuir2010,26,18454-18458.）。此外，所引入的氟原子還能夠賦予聚氨酯罩面清漆良好的耐候性以及抗光分解的能力。本發明所制備的氟改性聚氨酯罩面清漆具有很好的耐水性、耐油污、耐黃變與耐候性，因此能夠作為多種涂料的罩面清漆使用。

發明內容

本發明制備了一種耐黃變、耐候氟改性聚氨酯罩面清漆，這種罩面清漆具有極好的耐水性、耐油污、耐黃變與耐候性，可以作為多種涂料的罩面清漆來使用。

本發明的技術方案為：以烷基、環烷基二異氰酸酯（HDI與IPDI）或者苯二亞甲基二異氰酸酯（XDI）與聚四亞甲基醚二醇（PTMEG）為原料，在一定條件下反應形成預聚體，然后用全氟烷基乙醇對預聚體進行進一步改性，最后用多元醇進行擴鏈從而得到了耐黃變、耐候氟改性聚氨酯罩面清漆。

本發明涉及的耐黃變、耐候氟改性聚氨酯罩面清漆的制備方法，其具體步驟如下：

（A）氟改性聚氨酯聚合物的制備

在250ml四口瓶內，將二異氰酸酯單體（HDI，IPDI或者XDI）與聚四亞甲基醚二醇（PTMEG，分子量600-5000）混合加入到有機溶劑A當中，其中有機溶劑A為N,N-二甲基甲酰胺（DMF）或者碳原子數為3-10的酮、醚、醇、烷烴與芳香烴，二異氰酸酯單體與PTMEG的摩爾比為1.2:1～1.8:1，反應物與有機溶劑A的質量比為3:7～1:1，將得到的混合物在70-100℃條件下反應2h，得到聚氨酯預聚體。