[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于玻璃基體的水性聚氨酯復(fù)合涂料的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011176422.6
• 申請(qǐng)日: 2020-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112239622A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高光輝;任秀艷;徐資凱
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C09D175/04
• 分類(lèi)號(hào): C09D175/04;C09D175/14;C08G18/76;C08G18/75;C08G18/67;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/44;C08G18/34;C08G18/32
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本發(fā)明提供了一種用于玻璃基體的水性聚氨酯復(fù)合涂料的制備方法，屬于高分子水性涂料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用分步法所制備的用于玻璃基體的水性聚氨酯復(fù)合涂料，其性能優(yōu)于傳統(tǒng)的單組份、雙組份水性涂料，本發(fā)明所制備的水性涂料由聚碳酸酯聚氨酯樹(shù)酯的第一組份和含有烯鍵式不飽和聚氨酯樹(shù)酯的第二組份組成，其中第二組份是通過(guò)二異氰酸酯類(lèi)單體、聚醚（酯）多元醇、水性擴(kuò)鏈劑和羥基丙烯酸酯聚合形成的含有烯鍵式不飽和聚氨酯預(yù)聚體，使水性涂料在干燥/高溫下自由基固化交聯(lián)，形成堅(jiān)固的涂層。所制備的聚氨酯復(fù)合涂層的拉伸強(qiáng)度高達(dá)30MPa。解決了水性聚氨酯涂層對(duì)基體保護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，以提高水性聚氨酯涂層的力學(xué)性能和預(yù)期拓寬水性聚氨酯的應(yīng)用領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水性涂料的合成技術(shù)，涉及一種用于玻璃基體的水性聚氨酯復(fù)合涂料的制備方法。

背景技術(shù)

水性涂料是目前發(fā)展最快的綠色環(huán)保涂料之一，其中水性涂料占比重較大的是水性聚氨酯涂料。水性聚氨酯涂料具有附著力強(qiáng)，硬度高，耐熱性好等特點(diǎn)，還具有易揮發(fā)物（VOC ）含量低的特性，逐漸替代溶劑型聚氨酯涂料。水性聚氨酯涂料在木器漆方面有極其廣泛的應(yīng)用，此外還可應(yīng)用于日常生活中的家具涂料、汽車(chē)涂料、建筑涂料、塑料涂料、防腐涂料等。同時(shí)，在特殊領(lǐng)域如航空航天，軍工和能源等也有部分涂料是水性涂料。但是水性聚氨酯涂膜的耐磨性和防護(hù)基材的破損性能較差。水性聚氨酯涂層對(duì)脆性基材無(wú)防碎性能，例如玻璃基材。因此提高水性聚氨酯涂料的綜合性能，克服實(shí)際應(yīng)用中所存在的缺陷，提高國(guó)產(chǎn)水性聚氨酯涂料在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額，加快我國(guó)水性聚氨酯涂料產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐，具有里程碑的意義。

傳統(tǒng)的水性聚氨酯涂料，在環(huán)保與疏水性方面做了相關(guān)的研究與改善，汪艾軍（申請(qǐng)專(zhuān)利號(hào)：CN201910220226.5）發(fā)明的環(huán)保型水性雙組份聚氨酯涂料廣泛應(yīng)用于各種汽車(chē)表面、客車(chē)車(chē)廂、機(jī)車(chē)車(chē)頭、電力設(shè)備、汽車(chē)部件、儀器儀表等表面涂裝。劉維錦（申請(qǐng)專(zhuān)利號(hào)：CN201710763936.3）制備了一種氟硅烷改性聚氨酯疏水薄膜，因其具有優(yōu)良的疏水性,且制備方法簡(jiǎn)便,可應(yīng)用于自清潔、防水材料領(lǐng)域。

但對(duì)于脆性基材或在極端環(huán)境下基材需要保護(hù)的涂料還有待于開(kāi)發(fā)，因此提高水性聚氨酯涂層的強(qiáng)度是制備水性聚氨酯涂層必須解決的首要問(wèn)題。本發(fā)明采用的自由基固化的水性聚氨酯復(fù)合涂層克服了傳統(tǒng)水性聚氨酯強(qiáng)度低的問(wèn)題。拓寬了水性聚氨酯在易碎基材方面的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了提高水性聚氨酯涂層對(duì)基材的保護(hù)能力，拓寬其在易碎基體上的應(yīng)用。本發(fā)明提供了一種用于玻璃基體的水性聚氨酯復(fù)合涂料的制備方法。

本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)在于提供了主體組分自由基固化及添加復(fù)合增強(qiáng)組分。

本發(fā)明提供的一種用于玻璃基體的水性聚氨酯復(fù)合涂料的制備方法，步驟和條件如下：

(1) 制備第一組份聚碳酸酯聚氨酯水性乳液

a、聚碳酸酯聚氨酯聚合物的制備

將二異氰酸酯類(lèi)I、聚碳酸酯多元醇、水性擴(kuò)鏈劑、催化劑、小分子擴(kuò)鏈劑按照質(zhì)量比100：60-70：6-8：0.1-0.3：0.5-1混合均勻，放入四口反應(yīng)器中，并將四口反應(yīng)器放入恒溫水槽中，攪拌并向該體系通入氮?dú)猓瑴囟缺３衷?0℃，保溫2-4小時(shí)，聚合反應(yīng)結(jié)束，得到聚碳酸酯聚氨酯聚合物；所述的二異氰酸酯類(lèi)I為異佛爾酮二異氰酸酯，聚碳酸酯多元醇為聚碳酸酯二元醇，水性擴(kuò)鏈劑為2,2-雙羥甲基丙酸，催化劑為二月桂酸二丁基錫，小分子擴(kuò)鏈劑為1,4丁二醇；

b、聚碳酸酯聚氨酯水性乳液的制備

將（1）a中所制備的聚碳酸酯聚氨酯聚合物降溫至50℃，向中加入與水性擴(kuò)鏈劑等摩爾比的三乙胺進(jìn)行中和，0.5-1小時(shí)后加入去離子水，去離子水的加入量與聚碳酸酯聚氨酯聚合物質(zhì)量比為6：4，高速攪拌乳化，得到聚碳酸酯聚氨酯水性乳液；

(2) 制備第二組份含有烯鍵式不飽和聚氨酯的水性乳液