[發明專利]一種單組份透明水性聚氨酯乳液防水涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 201510669555.X
• 申請日: 2015-10-13
• 公開（公告）號: CN105255348A
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 劉向陽;于芳芳;林乃波
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C09D175/08
• 分類號: C09D175/08;C09D151/08;C09D7/12;C08G18/67;C08G18/66;C08G18/65;C08G18/61;C08G18/32;C08F283/00
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 劉勇

技術領域

本發明涉及聚氨酯防水涂料，尤其是涉及一種單組份透明水性聚氨酯乳液防水涂料及其制備方法。

背景技術

隨著國民經濟的迅猛發展，涂料的需求在逐年增加。同時人們對環境保護日益重視，揮發性有機化合物含量很高的溶劑型涂料的使用受到越來越嚴格的限制。水性聚氨酯(WPU)是以聚氨酯為基料、以水為分散介質的綠色環保型涂料。與傳統的溶劑型聚氨酯相比，WPU不僅保留了傳統溶劑型聚氨酯的優點，還具有無毒、不燃、環保等優異性能，已經廣泛應用在涂料、膠黏劑、皮革整理劑、表面處理劑等領域。

但與溶劑型聚氨酯相比，由于在分子中引入了親水性基團，水性聚氨酯涂膜的耐水性、耐化學性和耐溶劑性等方面表現較差，硬度較低、表面光澤度不高，嚴重限制了其使用范圍。為改善這些性能，目前主要通過改性來提高這些性能。改性的方法主要有交聯改性和復合改性法。通常將WPU與有機硅、環氧樹脂、丙烯酸酯等進行復合改性。

如中國專利CN103524696A公布了一種硅烷改性的磺酸型水性聚氨酯乳液的制備方法，制備了一系列由不同種類二異氰酸酯與二元醇聚合，用端羥基硅氧烷進行改性，將含磺酸鹽基的多元醇作為乳化劑，最后進行中和加水高速分散，得到改性后聚氨酯乳液。通過本發明中對產品的性能測試，可以發現產品的吸水率較高，乳液粒徑分布很寬，膜的斷裂伸長率偏高。CN104293160A制備了一種環保型的聚氨酯涂料，利用2,4-二甲苯二異氰酸酯與聚四甲基二醇反應制備水性聚氨酯液體，再向這個體系中加入納米鈦白粉，納米二氧化硅以及消泡劑和成膜助劑通過攪拌混合制得最終的環保涂料，雖然聚氨酯可以通過加入無機納米粒子來提高抗污染性、自清潔性，但是簡單的物理混合過程中，粒子的分散性差，涂層的性能均一性差。CN103614065A在機械攪拌下依次加入水性聚氨酯乳液，多功能助劑，消光粉以及去離子水，分散一定時間后再加入表面助劑，水性蠟乳液，防腐劑和水性增稠劑直到漆液均勻制得一種啞光清面漆，雖然本發明中制得的產品有著較高的硬度，干燥速度也較快，但是疏水性能較差。CN103641977A制備了一種雙組份水性聚氨酯彈性樹脂及其涂料，首先將聚酯二元醇、多元醇、多異氰酸酯以及親水性單體縮聚得到聚氨酯羥基組分，然后與多異氰酸酯固化劑復配，得到性能優異的雙組份水性聚氨酯。但是本發明制備的水性聚氨酯是雙組份的，在實際使用過程中操作步驟繁瑣，降低施工效率，而且多種助劑的添加會降低涂料的力學性能，同時對施工人員的健康不利。CN103981716A制備了一種皮革用水性聚氨酯涂飾劑，制備過程可以大致分為原料干燥預處理、預聚、擴鏈以及加水分散，最后得到一種由羥基硅油改性的水性聚氨酯乳液。但是羥基硅油的添加含量是有上限的，量過多就會導致相分離破壞膜的力學性能，使涂層的硬度比較低。CN103965775A利用水性聚氨酯作為原料制備了一種水性有機硅耐高溫防腐蝕涂料。制備方法分為兩步，首先將潤濕劑、分散劑和水攪拌均勻后依次加入耐高溫防腐蝕顏料、耐高溫調料、防沉劑、消泡劑等得到均勻的漿料；然后將這種漿料與有機硅基料混合均勻，再加入水性聚氨酯乳液，PH調節劑、流平劑和腐蝕抑制劑攪拌均勻得到最終產品。