[發明專利]一種中低溫固化有機硅改性丙烯酸聚氨酯水性涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 201910197903.6
• 申請日: 2019-03-15
• 公開（公告）號: CN109868047A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 陳子輝;林家祥;繆國元;薛亞波
• 申請（專利權）人: 常州穗時新材料有限公司;江蘇晨光涂料有限公司
• 主分類號: C09D175/04
• 分類號: C09D175/04;C09D183/04;C09D5/18;C09D7/61
• 代理公司: 北京中南長風知識產權代理事務所(普通合伙) 11674
• 代理人: 王東偉

本發明涉及一種中低溫固化有機硅改性丙烯酸聚氨酯水性涂料及其制備方法。該涂料由水溶性有機硅樹脂、丙烯酸水性色漿、異氰酸酯固化劑組成。按重量份計，水溶性有機硅樹脂15～50，丙烯酸水性色漿40～80，異氰酸酯固化劑5～20。水溶性有機硅樹脂是硅氧烷單體在酸性催化劑作用下，在去離子水或者酸性溶膠體系中水解、縮合制備而成。該有機硅改性丙烯酸?聚氨酯水性涂料制備工藝簡單，涂層可以室溫固化，也可以中低溫固化；固化后的涂層硬度不低于3H、耐高溫、阻燃，耐水性好、耐化學介質優異，是一種新型的高性能、環保型涂料。

技術領域

本發明涉及水性涂料領域，尤其涉及一種中低溫固化有機硅改性丙烯酸聚氨酯水性涂料及其制備方法。

背景技術

近年來，國家環保政策空前嚴格，人們對安全、健康的追求日益強烈，在這種大背景下，水性涂料得到了前所未的發展機遇。以羥丙乳液和水性異氰酸酯固化劑為主要原料的丙烯酸-聚氨酯涂料是一種重要的高性能、環保型涂料，既可以作為底漆使用，也可以通過配方的設計作為高耐候面漆使用。有機硅樹脂以Si-O-Si結構為骨架，具有優異的耐紫外輻照性和耐氧化特性，可以用來提高丙烯酸-聚氨酯的耐候性。

目前，有機硅改性丙烯酸乳液的制備方法主要有兩種：(1)以乙烯基硅氧烷單體為原料，通過與丙烯酸單體的共聚制備有機硅改性丙烯酸乳液，也就是所謂的硅丙乳液；(2)在鈦酸丁酯等催化劑的作用下，把中低分子量的有機硅樹脂與丙烯酸樹脂接枝起來，然后乳化制備成水性樹脂。這兩種方法都可以大幅提高丙烯酸-聚氨酯涂層保光保色性能，然而水性丙烯酸聚氨酯涂層硬度偏低，耐高溫阻燃性能較差、耐水性不好等缺點并沒有因為有機硅樹脂的引入而明顯改善。

發明內容

本發明的第一個目的是:提供一種中低溫固化的有機硅改性丙烯酸聚氨酯水性涂料。該產品以水性甲基硅樹脂為改性原料，配制好的涂料適用期可達8小時以上。涂層可以室溫固化，也可以中低溫固化；固化后的涂層硬度不低于3H、耐高溫、阻燃，耐水性好、耐化學介質優異，是一種新型的高性能丙烯酸-聚氨酯水性涂料。

為實現上述效果，本發明所采用的技術方案如下：

一種中低溫固化有機硅改性丙烯酸聚氨酯水性涂料，它主要由三個組分構成，按照重量份計,各組分重量如下：水溶性有機硅樹脂15～50，丙烯酸水性色漿40～80，異氰酸酯固化劑5～20。

進一步地，水溶性有機硅樹脂是硅氧烷單體在酸性催化劑作用下，在去離子水或者酸性溶膠體系中水解、縮合制備而成。

進一步地，丙烯酸水性色漿是由下列原料混合物分散制得，按照重量份計：去離子水0～60份，異丙醇或乙醇0～15份，無機填料0～40份,著色顏料0～40份，羥基丙烯酸乳液0～100份，分散劑0～5份，其它助劑0～1份。

進一步地，硅氧烷單體為甲基三烷氧基硅烷、苯基三烷氧基硅烷、四烷基硅氧烷、二甲基二烷氧基硅烷、二苯基二烷氧基硅烷、硅烷偶聯劑；酸性催化劑是指鹽酸、醋酸、檸檬酸和甲酸的一種或幾種混合物；酸性溶膠是指酸性硅溶膠、酸性鋁溶膠、酸性鋯溶膠或其任意比混合物，粒徑為5～40nm。

進一步地，的硅氧烷單體按重量份計，其組成為：甲基三烷氧基硅烷80～99份，苯基三烷氧基硅烷0～15份，四烷氧基硅烷0～10份，二甲基二烷氧基硅烷0～8份，二苯基二烷氧基硅烷0～4份，硅烷偶聯劑0～10份。

進一步地，無機填料包括云母、滑石粉、氧化鋁粉、晶須硅、硅微粉、玻璃鱗片、沉淀硫酸鋇的任意比混合。

進一步地，著色顏料為鈦白、炭黑、銅鉻黑、鐵紅、鐵黃、大紅、酞菁藍、酞菁綠、鉍黃、鈷藍、鈷藍、納米氧化鐵、珠光顏料、金屬顏料調配色漿中的一種或一種以上的混合物。

進一步地，硅烷偶聯劑為γ-(2，3-環氧丙烷)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2，3-環氧丙烷)丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一種或幾種混合物。