[發明專利]改性聚氨酯樹脂及其制備方法、水性涂料及涂膜制品

有效

• 申請號: 202010535112.2
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111620984B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 曹揚鋒;楊鵬飛;張杰;黃鸝;胡啟明;董軍勝
• 申請（專利權）人: 湖南湘江關西涂料有限公司
• 主分類號: C08F283/00
• 分類號: C08F283/00;C08F283/06;C08F220/18;C08F220/06;C08F212/08;C09D175/06;C09D151/08;C09D7/61;C09D7/65
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 侯武嬌

本發明提供一種改性聚氨酯樹脂及其制備方法、水性涂料及涂膜制品。該改性聚氨酯樹脂原料包括多異氰酸酯化合物、聚碳酸酯二元醇化合物、含酸性基團的二元醇化合物、聚乙二醇丙烯酸酯化合物、丙烯酸酯類單體、催化劑、引發劑、中和劑、有機溶劑和水，將特定配比的丙烯酸酯類單體和聚乙二醇丙烯酸酯化合物在引發劑的作用下引入到聚氨酯樹脂中，使改性聚氨酯具有優異的水化穩定性和水相容性；且聚乙二醇丙烯酸酯類結構能形成分子內氫鍵、且進一步與親水性溶劑形成氫鍵，進一步提高了改性聚氨酯的儲存穩定性；該改性聚氨酯應用于制備涂料時，涂料的貯存穩定性高，同時還能保持優異的抗混層性，形成的涂膜光滑、平整性好。

技術領域

本發明涉及水性涂料技術領域，特別是涉及一種改性聚氨酯樹脂及其制備方法、水性涂料及涂膜制品。

背景技術

汽車工業作為國民經濟的支柱產業，地位越來越重要，汽車涂裝行業也隨之發展迅速，但汽車的生產和涂裝過程中產生的揮發性強的有毒溶劑(VOC)帶來了嚴重的環境污染問題，因此，能以水作溶劑的水性樹脂成為受人關注的焦點。

在目前的汽車涂裝工藝中，汽車清漆層逐步朝高固含量的方向發展，而清漆中的中涂層和色漆層則朝水性化方向發展。目前既符合環保要求又能夠節能的涂裝技術就是將汽車的水性中涂層、水性色漆層和清漆層濕噴濕涂裝后再一次性烘烤成膜，簡稱水性3wet的3C1B涂裝工藝。水性3wet的3C1B涂裝工藝進一步減少了水性中涂層的預烘烤時間，從而縮短了施工時間、降低了施工能耗。但水性3wet的3C1B涂裝工藝對涂料樹脂的成膜能力和穩定性提出了更高的要求，涂層樹脂的穩定性不高，會導致出現混層，從而導致涂膜的平整系數L/S值變大，光澤度下降，甚至會導致涂膜失光。

水性聚氨酯因其安全可靠、相容性好等優點而逐漸成為發展水性樹脂的重要方向，然而，傳統的水性聚氨酯存在相容性較差的問題，在進行水性3wet的3C1B涂裝工藝時，會出現混層，且丙烯酸改性聚氨酯又存在著儲存穩定性較差等問題。

因此，設計研發一種穩定性高、抗混層的丙烯酸改性聚氨酯樹脂具有重要意義。

發明內容

基于此，本發明提供了一種貯存穩定性高的改性聚氨酯樹脂及其制備方法，并進一步提供了水性涂料及涂膜制品。

本發明的技術方案如下。

本發明一方面提供了一種改性聚氨酯樹脂，按照重量百分比計，所述改性聚氨酯樹脂的制備原料包括：多異氰酸酯化合物4％～8％、聚碳酸酯二元醇化合物8％～10％、含酸性基團的二元醇化合物0.2％～1.0％、聚乙二醇丙烯酸酯化合物0.5％～10％、丙烯酸酯類單體7％～31％、催化劑0.01％～0.05％、引發劑0.05％～0.5％、中和劑1％～2％、有機溶劑10％～18％和水44.0％～54.0％。

在其中一些實施例中，按照重量百分比計，所述改性聚氨酯樹脂的制備原料包括：多異氰酸酯化合物5％～8％、聚碳酸酯二元醇化合物8％～10％、含酸性基團的二元醇化合物0.2％～1.0％、聚乙二醇丙烯酸酯化合物4％～10％、丙烯酸酯類單體7％～25％、催化劑0.01％～0.05％、引發劑0.05％～0.5％、中和劑1.2％～1.7％、有機溶劑10％～18％和水44.0％～54.0％。

在其中一些實施例中，所述聚乙二醇丙烯酸酯化合物具有如式(Ⅰ)所示的結構：

其中，R1選自碳原子數為1～4的烷基中的任意一種；R2選自甲基或氫原子，n選自1～500的整數。

在其中一些實施例中，所述改性聚氨酯樹脂的固含量為35wt％～45wt％，粘度為10mpa·s～500mpa·s，pH值為6.0～8.0，重均分子量為60000～150000，酸值為10mgKOH/g～40mgKOH/g。