[發明專利]一種高性能水性丙烯酸聚氨酯涂料及其制備方法

有效

• 申請號: 202210173199.2
• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114410174B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 張延強;吳瓊;袁東明;李玉
• 申請（專利權）人: 鄭州中科新興產業技術研究院
• 主分類號: C09D151/08
• 分類號: C09D151/08;C09D175/08;C09D5/08;C08F290/06;C08F212/08;C08F220/14;C08F220/18;C08F220/06
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 孫詩雨

1.一種高性能水性丙烯酸聚氨酯涂料，其特征在，由以下質量份原料組成：植物油酸改性環氧-丙烯酸樹脂200~300份、封閉型水性聚氨酯50~150份、消泡劑0.25~1份、分散劑0.25~2.5份、顏填料50~150份；

所述植物油酸改性環氧-丙烯酸樹脂由以下質量份原料制得：植物油酸70~120份、環氧樹脂40~80份、催化劑Ⅰ0.2~0.4份、溶劑Ⅰ250~350份、丙烯酸類單體180~250份、引發劑6~10份、中和劑Ⅰ15~20份、去離子水400~500份；

所述封閉型水性聚氨酯由以下質量份原料制得：多元醇100~140份、異氰酸酯化合物90~130份、催化劑Ⅱ0.2~0.3份、擴鏈劑8~12份、封閉劑28~36份、溶劑Ⅱ230~280份、中和劑Ⅱ4~7份、去離子水300~350份；

所述植物油酸改性環氧-丙烯酸樹脂的制備方法如下：將植物油酸、環氧樹脂、催化劑Ⅰ加入到反應釜中，通入N₂，開啟攪拌150r/min，升溫至120~180℃，反應2~4h生成環氧酯；然后加入溶劑Ⅰ，將混合均勻的丙烯酸類單體和引發劑勻速滴入反應釜中，在100~140℃進一步反應3~6h；之后降溫至50~80℃，加入中和劑Ⅰ中和15~30min，在2000~3000r/min的高速攪拌下滴加去離子水，制得植物油酸改性環氧-丙烯酸樹脂；

所述封閉型水性聚氨酯的制備方法如下：將多元醇、異氰酸酯化合物、催化劑Ⅱ加入到反應釜中，通入N₂，開啟攪拌150r/min，升溫至70~120℃，反應2~5h生成聚氨酯預聚體；之后加入擴鏈劑，在60~100℃反應1~2h，將封閉劑溶于溶劑Ⅱ中，然后加入到反應釜中，在40~70℃反應封端3~6h；然后加入中和劑Ⅱ中和15~30min，在2000~3000r/min的高速攪拌下滴加去離子水，除去溶劑Ⅱ后制得封閉型水性聚氨酯；

所述的多元醇為聚乙二醇、聚丙二醇中的一種或組合；

所述封閉型水性聚氨酯封閉前的端異氰酸酯含量為1%~6%，封閉率＞99%，解封溫度區間為90℃~130℃；

所述丙烯酸類單體由軟單體、硬單體、功能單體組成，按質量百分比為軟單體25%~50%、硬單體40%~60%、功能單體10%~15%；所述軟單體為丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯中的一種或幾種；所述硬單體為苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯中的一種或組合；所述功能單體為甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸羥乙酯中的一種或幾種。

2.根據權利要求1所述的高性能水性丙烯酸聚氨酯涂料，其特征在：所述的植物油酸為亞麻油酸、蓖麻油酸、脫水蓖麻油酸、豆油酸、桐油酸中的一種或幾種；所述的環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂E-06、E-12、E-20、E-44中的一種或幾種；所述的催化劑Ⅰ為四丁基溴化銨、氧化鋅中的一種或組合；所述的引發劑為偶氮二異丁腈、過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯中的一種或幾種；所述的溶劑Ⅰ為正丁醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、仲丁醇中的一種或幾種。

3.根據權利要求2所述的高性能水性丙烯酸聚氨酯涂料，其特征在于：所述異氰酸酯化合物為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、多亞甲基多苯基多異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯中的一種或幾種；所述的催化劑Ⅱ為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫中的一種或組合；所述的擴鏈劑為二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸中的一種或組合；所述的封閉劑為甲乙酮肟、3，5-二甲基吡唑、2，4-二甲基咪唑中的一種或幾種；所述的溶劑Ⅱ為丙酮。

4.根據權利要求3所述的高性能水性丙烯酸聚氨酯涂料，其特征在于：所述中和劑Ⅰ和中和劑Ⅱ為三乙胺、氨水、N,N-二甲基乙醇胺、AMP-95中的一種或幾種。

5.根據權利要求1所述的高性能水性丙烯酸聚氨酯涂料，其特征在于：所述的消泡劑為聚硅氧烷聚醚共聚物；所述的分散劑為聚羧酸鈉鹽；所述顏填料為鈦白粉、鉬紅、炭黑、酞菁藍、高嶺土、硫酸鋇的一種或幾種。

6.權利要求1所述高性能水性丙烯酸聚氨酯涂料的制備方法，其特征在于，具體步驟為：將植物油酸改性環氧-丙烯酸樹脂、封閉型水性聚氨酯、消泡劑、分散劑、顏填料混合均勻，使用研磨機研磨后制得高性能水性丙烯酸聚氨酯涂料。