[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

本發明提出了一種高性能水性丙烯酸聚氨酯涂料及其制備方法，用以解決涂料制備工藝復雜、產品性能不穩定、應用場景單一的技術問題，該高性能水性丙烯酸聚氨酯涂料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。本發明的高性能水性丙烯酸聚氨酯涂料VOC含量低，其漆膜交聯密度高，常溫下儲存穩定，具有優異的耐水性、附著力、硬度、韌性、干燥速度、耐鹽霧性、抗沖擊性、光澤度等性能，同時具有施工方便、性能穩定、針對不同應用場景簡單可調的特點，可廣泛應用于工業烤漆涂料領域。

技術領域

本發明屬于涂料技術領域，尤其涉及一種高性能水性丙烯酸聚氨酯涂料及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著環保意識的不斷增強，國家對環境保護的要求越來越高，涂料工業向著低污染化發展，水性涂料正在日益興起，水性涂料在工業涂料領域開始逐步取代傳統溶劑型涂料。

水性涂料的推廣使用可以節省大量資源、減少對大氣的污染、改善作業環境等，但在一些領域，單一品種樹脂制備的水性涂料的性能還無法與溶劑型涂料抗衡，存在附著力低、耐水性差、耐候性差、柔韌性差等問題，這些問題阻礙了水性涂料的推廣和使用。如常用的普通水性丙烯酸樹脂涂膜存在耐水性差、附著力低、硬度低、保光性差等問題。為了提高水性涂料的性能，使之能達到替代溶劑型涂料的性能，需要對水性樹脂進行改性。

水性聚氨酯樹脂具有優異的耐磨性、粘接力和柔韌性等，并且無毒環保，與水性丙烯酸樹脂具有很多互補性。將水性聚氨酯和水性丙烯酸樹脂通過物理共混的方式使用，往往性能不佳，目前水性丙烯酸聚氨酯多采用化學接枝改性的方法，如公開號為CN102585693?A公開了制備環氧丙烯酸酯改性水性聚氨酯涂料的方法，利用丙烯酸酯較好的耐水性和物理學性能，通過接枝共聚的方法改善水性聚氨酯涂料的性能。這種方法制備的樹脂性能較好，但存在制備工藝復雜、產品性能不穩定、應用場景單一等問題。

發明內容

針對當前涂料制備工藝復雜、產品性能不穩定、應用場景單一的技術問題，本發明提出一種高性能水性丙烯酸聚氨酯涂料及其制備方法，制備的水性丙烯酸聚氨酯涂料具有優異的附著力、耐水性、硬度、干燥速度、柔韌性、耐鹽霧性、抗沖擊性、光澤度等性能，綜合性能可以達到并超過部分溶劑型涂料，同時具有施工方便、性能穩定、針對不同應用場景簡單可調的特點。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種高性能水性丙烯酸聚氨酯涂料，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。