CN104327716A - 一种双组分水性聚氨酯涂料合成方法 - Google Patents

一种双组分水性聚氨酯涂料合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双组分水性聚氨酯涂料合成方法，包括如下步骤：在干燥氮气保护下，将聚酯多元醇、TDI、二羟甲基丙酸和少量的N甲基吡咯烷酮加入到装有温度计搅拌器和回流冷凝器的四口烧瓶中反应；反应后加入三羟甲基丙烷和二甘醇进行扩链反应，得到含羟基的聚氨酯预聚体；冷却至室温后加入三乙胺中和，在水中乳化调节pH值，真空脱去丙酮得到聚氨酯；将固化剂和聚氨酯分散体混合添加适量消泡剂、流平剂和共溶剂分散均匀，得到双组分水性聚氨酯涂料。本发明方法简单，成本低、易控制，合成的双组分水性聚氨酯涂料具有良好的物理机械性能、耐化学性能，并且与固化剂相容性好。

Description

一种双组分水性聚氨酯涂料合成方法
技术领域
本发明涉及一种有机涂料的合成技术，尤其涉及一种双组分水性聚氨酯涂料合成方法。
背景技术
双组分聚氨酯涂料具有成膜温度低、附着力强、耐磨性好、硬度大以及耐化学品、耐侯性好等优越性能。因而广泛作为工业防护、木器家具和汽车涂料。随着各国环保法规的健全和环保意识的增强，传统溶剂型聚氨酯涂料中的挥发性有机化合物(VOC)的排放量愈来愈受到严格限制。水性涂料以水为分散介质，具有不燃、无毒、不污染环境和节省能源等优点。水性双组分聚氨酯涂料将双组分溶剂型聚氨酯涂料的高性能和水性涂料的低VOC含量相结合，成为涂料工业的研究热点。
水性双组分聚氨酯涂料是由含NCO基的低粘度多异氰酸酯固化剂(甲组分)和含OH基的水性多元醇(乙组分)组成，其涂膜性能主要由乙组分羟基树脂的组成和结构决定的。与溶剂型双组分聚氨酯涂料不同水性双组分聚氨酯涂料的乙组分必须具有良好的分散性能，能以尽量低的剪切能耗将甲组分很好的分散在水中。通常乙组分采用丙烯酸乳液多元醇(粒径在0.08-0.5微米之间)，其主要缺点是对固化剂的分散能力差，施工时限短，涂膜外观差：采用丙烯酸分散体多元醇(粒径小于0.08微米)，存在粘度高、固体含量低和涂膜干燥速度较慢等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种方法简单，成本低、易控制，合成的双组分水性聚氨酯涂料具有良好的物理机械性能、耐化学性能，并且与固化剂相容性好的合成方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种双组分水性聚氨酯涂料合成方法，包括如下步骤：
在干燥氮气保护下，将聚酯多元醇、TDI、二羟甲基丙酸和少量的N甲基吡咯烷酮加入到装有温度计搅拌器和回流冷凝器的四口烧瓶中反应；
反应后加入三羟甲基丙烷和二甘醇进行扩链反应，得到含羟基的聚氨酯预聚体；
冷却至室温后加入三乙胺中和，在水中乳化调节pH值，真空脱去丙酮得到聚氨酯；
将固化剂和聚氨酯分散体混合添加适量消泡剂、流平剂和共溶剂分散均匀，得到双组分水性聚氨酯涂料。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述在干燥氮气保护下，将聚酯多元醇、TDI、二羟甲基丙酸和少量的N甲基吡咯烷酮加入到装有温度计搅拌器和回流冷凝器的四口烧瓶中反应步骤的具体实现如下：
在干燥氮气保护下，将10～13％的聚酯多元醇、17～22％的TDI、23～28％的二羟甲基丙酸和2～6％的N甲基吡咯烷酮加入到装有温度计搅拌器和回流冷凝器的1000ml四口烧瓶中反应。
进一步，所述反应后加入三羟甲基丙烷和二甘醇进行扩链反应，得到含羟基的聚氨酯预聚体步骤的具体实现如下：
在80～85℃条件下反应1～2h后，加入三羟甲基丙烷和二甘醇进行扩链反应0.5～1h，得到含羟基的聚氨酯预聚体。
进一步，所述冷却至室温后加入三乙胺中和，在水中乳化调节pH值，真空脱去丙酮得到聚氨酯步骤的具体实现如下：
冷却至室温后加入三乙胺中和，在水中乳化调节pH值为6～8，真空脱去丙酮，得到聚氨酯。
进一步，所述将固化剂和聚氨酯分散体混合添加适量消泡剂、流平剂和共溶剂分散均匀，得到双组分水性聚氨酯涂料步骤的具体实现如下：
按照NCO:OH＝1:1，将固化剂和聚氨酯分散体混合，添加2～2.8％的消泡剂、1～2.3％的流平剂和1～1.4％的共溶剂分散均匀，得到双组分水性聚氨酯涂料。
本发明的有益效果是：方法简单，成本低、易控制，合成的双组分水性聚氨酯涂料具有良好的物理机械性能、耐化学性能，并且与固化剂相容性好。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种双组分水性聚氨酯涂料合成方法，包括如下步骤：
在干燥氮气保护下，将聚酯多元醇、TDI、二羟甲基丙酸和少量的N甲基吡咯烷酮加入到装有温度计搅拌器和回流冷凝器的四口烧瓶中反应；
反应后加入三羟甲基丙烷和二甘醇进行扩链反应，得到含羟基的聚氨酯预聚体；
冷却至室温后加入三乙胺中和，在水中乳化调节pH值，真空脱去丙酮得到聚氨酯；
将固化剂和聚氨酯分散体混合添加适量消泡剂、流平剂和共溶剂分散均匀，得到双组分水性聚氨酯涂料。
实施例1：
在干燥氮气保护下，将10％的聚酯多元醇、17％的TDI、23％的二羟甲基丙酸和2％的N甲基吡咯烷酮加入到装有温度计搅拌器和回流冷凝器的1000ml四口烧瓶中反应；在80℃条件下反应1h后，加入三羟甲基丙烷和二甘醇进行扩链反应0.5h，得到含羟基的聚氨酯预聚体；冷却至室温后加入三乙胺中和，在水中乳化调节pH值为6，真空脱去丙酮，得到聚氨酯；按照NCO:OH＝1:1，将固化剂和聚氨酯分散体混合，添加2％的消泡剂、1％的流平剂和1％的共溶剂分散均匀，得到双组分水性聚氨酯涂料。
实施例2：
在干燥氮气保护下，将12％的聚酯多元醇、18％的TDI、25％的二羟甲基丙酸和5％的N甲基吡咯烷酮加入到装有温度计搅拌器和回流冷凝器的1000ml四口烧瓶中反应；在82℃条件下反应1.5h后，加入三羟甲基丙烷和二甘醇进行扩链反应0.8h，得到含羟基的聚氨酯预聚体；冷却至室温后加入三乙胺中和，在水中乳化调节pH值为7，真空脱去丙酮，得到聚氨酯；按照NCO:OH＝1:1，将固化剂和聚氨酯分散体混合，添加2.5％的消泡剂、2％的流平剂和1.2％的共溶剂分散均匀，得到双组分水性聚氨酯涂料。
实施例3：
在干燥氮气保护下，将13％的聚酯多元醇、22％的TDI、28％的二羟甲基丙酸和6％的N甲基吡咯烷酮加入到装有温度计搅拌器和回流冷凝器的1000ml四口烧瓶中反应；在85℃条件下反应2h后，加入三羟甲基丙烷和二甘醇进行扩链反应1h，得到含羟基的聚氨酯预聚体；冷却至室温后加入三乙胺中和，在水中乳化调节pH值为8，真空脱去丙酮，得到聚氨酯；按照NCO:OH＝1:1，将固化剂和聚氨酯分散体混合，添加2.8％的消泡剂、2.3％的流平剂和1.4％的共溶剂分散均匀，得到双组分水性聚氨酯涂料。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种双组分水性聚氨酯涂料合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
在干燥氮气保护下，将聚酯多元醇、TDI、二羟甲基丙酸和少量的N 甲基吡咯烷酮加入到装有温度计搅拌器和回流冷凝器的四口烧瓶中反应；
反应后加入三羟甲基丙烷和二甘醇进行扩链反应，得到含羟基的聚氨酯预聚体；
冷却至室温后加入三乙胺中和，在水中乳化调节pH值，真空脱去丙酮得到聚氨酯；
将固化剂和聚氨酯分散体混合添加适量消泡剂、流平剂和共溶剂分散均匀，得到双组分水性聚氨酯涂料。
2.根据权利要求1所述一种双组分水性聚氨酯涂料合成方法，其特征在于，所述在干燥氮气保护下，将聚酯多元醇、TDI、二羟甲基丙酸和少量的N 甲基吡咯烷酮加入到装有温度计搅拌器和回流冷凝器的四口烧瓶中反应步骤的具体实现如下：
在干燥氮气保护下，将10～13%的聚酯多元醇、17～22%的TDI、23～28%的二羟甲基丙酸和2～6%的N 甲基吡咯烷酮加入到装有温度计搅拌器和回流冷凝器的1000ml四口烧瓶中反应。
3. 根据权利要求1所述一种双组分水性聚氨酯涂料合成方法，其特征在于，所述反应后加入三羟甲基丙烷和二甘醇进行扩链反应，得到含羟基的聚氨酯预聚体步骤的具体实现如下：
在80～85℃条件下反应1～2h后，加入三羟甲基丙烷和二甘醇进行扩链反应0.5～1h，得到含羟基的聚氨酯预聚体。
4. 根据权利要求1所述一种双组分水性聚氨酯涂料合成方法，其特征在于，所述冷却至室温后加入三乙胺中和，在水中乳化调节pH值，真空脱去丙酮得到聚氨酯步骤的具体实现如下：
冷却至室温后加入三乙胺中和，在水中乳化调节pH值为6～8，真空脱去丙酮，得到聚氨酯。
5. 根据权利要求1所述一种双组分水性聚氨酯涂料合成方法，其特征在于，所述将固化剂和聚氨酯分散体混合添加适量消泡剂、流平剂和共溶剂分散均匀，得到双组分水性聚氨酯涂料步骤的具体实现如下：
按照NCO:OH=1:1，将固化剂和聚氨酯分散体混合，添加2～2.8%的消泡剂、1～2.3%的流平剂和1～1.4%的共溶剂分散均匀，得到双组分水性聚氨酯涂料。
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