[發明專利]一種水性丙烯酸聚氨酯有機硅涂料

有效

• 申請號: 201410097254.X
• 申請日: 2014-03-17
• 公開（公告）號: CN103865377A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 張帆;陽海;劉華杰
• 申請（專利權）人: 湖南工程學院
• 主分類號: C09D175/14
• 分類號: C09D175/14;C09D7/12;C08G18/67;C08G18/32
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于高光涂料領域，具體涉及一種水性丙烯酸聚氨酯有機硅涂料。

背景技術

高光涂料在整個涂料行業中有著十分重要的地位，特別是在高光家具及汽車行業，都對涂料的光澤和耐久性、耐磨性有著非常高的要求。常見高光涂料的樹脂成分一般有聚丙烯酸酯、聚酯、硝化纖維、聚氨酯等類型，其固化形式一般為熱固化或者UV固化；同時，大部分的高光涂料的樹脂組分也較為單一，導致涂料使用性能有一定缺陷；比如單一使用聚丙烯酸酯，涂料耐熱、耐水能力受影響，單一采用硝化纖維，則需要使用大量溶劑，或者由于使用乳化劑而帶來的涂膜耐水性下降。最后，現有的光澤度高的涂料大多為溶劑型，使用時造成污染，對施工人員及使用者都有不利影響。基于上述情況，本發明從以下幾個基本點出發，提出一種新型水性高光丙烯酸-聚氨酯-有機硅涂料及其制備方法。

首先由于聚氨酯樹脂所成薄膜柔軟平滑，光澤宜人，并具有耐摩擦、耐曲折、耐老化、耐熱、耐寒及抗溶劑等優良性能，而丙烯酸樹脂涂料成膜的耐水能力、衛生性能優秀，而且價格相對較低，因此將丙烯酸樹脂與聚氨酯樹脂進行結合，是涂料樹脂組分的發展方向；同時，基于Si—O鍵的大分子有機硅材料往往具有較好的低溫柔順性，因此在聚氨酯-丙烯酸樹脂體系中引入柔性有機硅鏈段不僅可以降低涂料的成膜溫度，也可以有效改善涂料在低溫成膜時的光澤性能。最后由于無機納米材料具有高強度、高剛性、高硬度的特點，而且還具有性能長期穩定，使用壽命長等特點，其特有的表面效應、量子尺寸效應和體積效應等，使納米/聚合物雜化材料表現出傳統固體材料不具有的化學性能、機械性能、電學性能、磁學性能和光學性能等特異性能。

因此將多種樹脂材料進行有機結合，并加入無機納米材料等方式來制備涂料中的樹脂組分，再將制得的樹脂材料進行水性化或者水分散處理來制備水性高光涂料，具有環保、物性好等突出優點，在家具漆、汽車面漆行業有較好的應用前景。由于聚氨酯合成中的主要反應為逐步加成聚合，反應的可控制程度較高，因此本發明在水性聚氨酯合成基礎上，通過引入丙烯酸酯結構、有機硅鏈段、無機納米材料等來制備性能優異的水性高光涂料樹脂組分。

目前國內制革、家具、汽車行業普遍利潤下降，有效降低成本成為各行業迫切需要解決的問題之一；因此，開發性能優異的水性高光丙烯酸-聚氨酯-有機硅涂料具有良好的市場前景。

發明內容

為解決上述現有技術存在的問題，本發明的目的是提出一種水性丙烯酸聚氨酯有機硅涂料。

為達到上述目的，本發明的技術方案為：

一種水性丙烯酸聚氨酯有機硅涂料，所述涂料以質量份數計，由以下組份組成：

按上述比例，將丙烯酸-聚氨酯-有機硅水分散液中，加入消泡抑泡劑攪拌均勻，然后在2000轉每分的攪拌速度下進行攪拌，并依次加入流平劑、潤濕劑、分散劑、增稠劑、成膜助劑和顏填料，繼續攪拌5分鐘制得水性丙烯酸聚氨酯有機硅涂料；

其中，丙烯酸-聚氨酯-有機硅水分散液的制備方法，具體步驟如下：

（1）親水鏈段的合成：以親水擴鏈劑：二異氰酸酯為1:2～3的比例混合均勻后在氮氣保護下，35～50℃下反應0.5～2小時，制得親水鏈段A1；親水擴鏈劑：二異氰酸酯為2～3:1的比例混合均勻后在氮氣保護下，35～50℃下反應0.5～2小時，制得親水鏈段A2；

（2）有機硅非親水鏈段合成：以二異氰酸酯：二羥基有機硅為2～3:1的比例混合均勻后在氮氣保護下，50～80℃下反應0.5～2小時，制得非親水鏈段B1；以二異氰酸酯：二羥基有機硅為1:2～3比例混合均勻后在氮氣保護下，50～80℃下反應0.5～2小時，制得非親水鏈段B2；

（3）丙烯酸酯非親水鏈段合成：以二異氰酸酯：雙羥基丙烯酸酯為2～3:1比例混合均勻后在氮氣保護下，50～80℃下反應0.5～2小時，制得非親水鏈段C1；以二異氰酸酯：雙羥基丙烯酸酯為1:2～3比例混合均勻后在氮氣保護下，50～80℃下反應0.5～2小時，制得非親水鏈段C2；

（4）丙烯酸-聚氨酯-有機硅水分散液的鏈段定向組裝：