CN107177303A - 聚氨酯涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚氨酯涂料及其制备方法，所述制备方法包括：1)将三羟甲基丙烷、2,4‑甲苯二异氰酸酯和纳米氧化硅混合后水浴加热，制得混合物M1；2)向步骤1)中制得的混合物M1中加入乙酸丁酯和二丁基二月桂酸锡后，制得混合物M2；3)将PET回料、乙二醇、丙三醇、乙酸锌和连二亚硫酸钠置于温度为180‑220℃的条件下混合，制得混合物M3；4)向步骤3)中制得的混合物M3中加入顺丁烯二酸酐后，制得混合物M4；5)将步骤2)中制得的混合物M2和步骤4)中制得的混合物M4混合，制得聚氨酯涂料。实现了能以PET回料来进行制备，且依然具有良好的使用性能的效果。

Description

聚氨酯涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料的生产制备领域，具体地，涉及聚氨酯涂料及其制备方法。
背景技术
聚氨酯涂料因其具有成膜温度低、附着力强、耐磨性好、硬度大以及耐化学品、耐候性好等特点，使得其广泛应用于涂料领域。因此，在工业生产中，其用量极大。
而常规的聚氨酯涂料往往会使用PET进行制备，因而，PET的用量较大，而为了保证制得的聚氨酯涂料的使用性能，使用的PET往往是新料，因此会导致使用成本的大大增加，同时，大量的PET回料也会对社会环境造成一定的影响。
因此，提供一种能以PET回料来进行制备，且依然具有良好的使用性能的聚氨酯涂料及其制备方法是本发明亟需解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的在于克服现有技术中常规的聚氨酯涂料往往会使用PET进行制备，PET的用量较大，而为了保证制得的聚氨酯涂料的使用性能，使用的PET往往是新料，因此会导致使用成本的大大增加，同时，大量的PET回料也会对社会环境造成一定的影响的问题，从而提供一种能以PET回料来进行制备，且依然具有良好的使用性能的聚氨酯涂料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种聚氨酯涂料的制备方法，其中，所述制备方法包括：
1)将三羟甲基丙烷、2,4-甲苯二异氰酸酯和纳米氧化硅混合后水浴加热，制得混合物M1；
2)向步骤1)中制得的混合物M1中加入乙酸丁酯和二丁基二月桂酸锡后，继续水浴加热，制得混合物M2；
3)将PET回料、乙二醇、丙三醇、乙酸锌和连二亚硫酸钠置于温度为180-220℃的条件下混合，制得混合物M3；
4)向步骤3)中制得的混合物M3中加入顺丁烯二酸酐后，置于压强为85-95kPa，温度为130-150℃的条件下，反应40-100min，制得混合物M4；
5)将步骤2)中制得的混合物M2和步骤4)中制得的混合物M4混合，制得聚氨酯涂料。
本发明还提供了一种根据上述所述的制备方法制得的聚氨酯涂料。
通过上述技术方案，本发明将三羟甲基丙烷、2,4-甲苯二异氰酸酯和纳米氧化硅在水浴条件下进行混合，而后向其中加入乙酸丁酯和二丁基二月桂酸锡继续水浴加热混合，得到混合物M2，同时，将PET回料、乙二醇、丙三醇、乙酸锌和连二亚硫酸钠于180-220℃的条件下混合后，于一定条件下加入顺丁烯二酸酐反应，得到混合物M4，再将混合物M2和混合物M4进行混合，制得聚氨酯涂料，从而通过上述原料及制备方法进行制备，使得能在加入大量PET回料的前提下，制得的聚氨酯涂料依然具有良好的使用性能。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种聚氨酯涂料的制备方法，其中，所述制备方法包括：
1)将三羟甲基丙烷、2,4-甲苯二异氰酸酯和纳米氧化硅混合后水浴加热，制得混合物M1；
2)向步骤1)中制得的混合物M1中加入乙酸丁酯和二丁基二月桂酸锡后，继续水浴加热，制得混合物M2；
3)将PET回料、乙二醇、丙三醇、乙酸锌和连二亚硫酸钠置于温度为180-220℃的条件下混合，制得混合物M3；
4)向步骤3)中制得的混合物M3中加入顺丁烯二酸酐后，置于压强为85-95kPa，温度为130-150℃的条件下，反应40-100min，制得混合物M4；
5)将步骤2)中制得的混合物M2和步骤4)中制得的混合物M4混合，制得聚氨酯涂料。
上述设计通过将三羟甲基丙烷、2,4-甲苯二异氰酸酯和纳米氧化硅在水浴条件下进行混合，而后向其中加入乙酸丁酯和二丁基二月桂酸锡继续水浴加热混合，得到混合物M2，同时，将PET回料、乙二醇、丙三醇、乙酸锌和连二亚硫酸钠于180-220℃的条件下混合后，于一定条件下加入顺丁烯二酸酐反应，得到混合物M4，再将混合物M2和混合物M4进行混合，制得聚氨酯涂料，从而通过上述原料及制备方法进行制备，使得能在加入大量PET回料的前提下，制得的聚氨酯涂料依然具有良好的使用性能。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了使制得的聚氨酯涂料具有更好的使用性能，且尽可能节省生产成本，相对于100重量份的所述三羟甲基丙烷，所述2,4-甲苯二异氰酸酯的用量为350-500重量份，所述纳米氧化硅的用量为3-10重量份，所述乙酸丁酯的用量为20-80重量份，所述二丁基二月桂酸锡的用量为10-30重量份，所述PET回料的用量为50-200重量份，所述乙二醇的用量为80-300重量份，所述丙三醇的用量为10-40重量份，所述乙酸锌的用量为1-2重量份，所述连二亚硫酸钠的用量为1-5重量份，所述顺丁烯二酸酐的用量为50-150重量份。
进一步优选的实施方式中，相对于100重量份的所述三羟甲基丙烷，所述2,4-甲苯二异氰酸酯的用量为400-460重量份，所述纳米氧化硅的用量为5-8重量份，所述乙酸丁酯的用量为40-60重量份，所述二丁基二月桂酸锡的用量为15-25重量份，所述PET回料的用量为100-150重量份，所述乙二醇的用量为150-220重量份，所述丙三醇的用量为20-30重量份，所述乙酸锌的用量为1-1.5重量份，所述连二亚硫酸钠的用量为2-4重量份，所述顺丁烯二酸酐的用量为80-120重量份。
步骤1)中水浴加热可以按照本领域常规方式进行操作，水浴加热的温度可以为任意适合的温度，例如，可以为60℃以上即可，当然，进一步优选的实施方式中，为了进一步提高制得的聚氨酯涂料的使用性能，步骤1)中水浴加热的温度为75-85℃，加热时间为5-20min。
进一步优选的实施方式中，步骤2)中水浴加热的温度为75-85℃，加热时间为60-100min。
当然，更为优选的实施方式中，步骤3)中混合时间为3-5h。
步骤4)中可以在反应后直接使用，当然，为了使得反应更为充分，进一步提高制得的聚氨酯涂料的使用性能，步骤4)中还可以包括在反应40-100min后，减压至常压条件下，置于温度为180-220℃的条件下放置20-50min。当然，这里的常压指一个大气压，为本领域技术人员都能理解的范畴。
本发明还提供了一种根据上述所述的制备方法制得的聚氨酯涂料。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，所述三羟甲基丙烷、所述2,4-甲苯二异氰酸酯、所述纳米氧化硅、所述乙酸丁酯、所述二丁基二月桂酸锡、所述乙二醇、所述丙三醇、所述乙酸锌、所述连二亚硫酸钠和所述顺丁烯二酸酐为常规市售品，所述PET回料为回收的PET塑料瓶经打碎后的粉末。
实施例1
1)将100重量份的三羟甲基丙烷、400重量份的2,4-甲苯二异氰酸酯和5重量份的纳米氧化硅混合后置于温度为75℃的条件下水浴加热5min，制得混合物M1；
2)向步骤1)中制得的混合物M1中加入40重量份的乙酸丁酯和15重量份的二丁基二月桂酸锡后，继续置于温度为75℃的条件下水浴加热60min，制得混合物M2；
3)将100重量份的PET回料、150重量份的乙二醇、20重量份的丙三醇、1重量份的乙酸锌和2重量份的连二亚硫酸钠置于温度为180℃的条件下混合3h，制得混合物M3；
4)向步骤3)中制得的混合物M3中加入80重量份的顺丁烯二酸酐后，置于压强为85kPa，温度为130℃的条件下，反应40min后，减压至常压条件下，置于温度为180℃的条件下放置20min，制得混合物M4；
5)将步骤2)中制得的混合物M2和步骤4)中制得的混合物M4混合，制得聚氨酯涂料A1。
实施例2
1)将100重量份的三羟甲基丙烷、460重量份的2,4-甲苯二异氰酸酯和8重量份的纳米氧化硅混合后置于温度为85℃的条件下水浴加热20min，制得混合物M1；
2)向步骤1)中制得的混合物M1中加入60重量份的乙酸丁酯和25重量份的二丁基二月桂酸锡后，继续置于温度为85℃的条件下水浴加热100min，制得混合物M2；
3)将150重量份的PET回料、220重量份的乙二醇、30重量份的丙三醇、1.5重量份的乙酸锌和4重量份的连二亚硫酸钠置于温度为220℃的条件下混合5h，制得混合物M3；
4)向步骤3)中制得的混合物M3中加入120重量份的顺丁烯二酸酐后，置于压强为95kPa，温度为150℃的条件下，反应100min后，减压至常压条件下，置于温度为220℃的条件下放置50min，制得混合物M4；
5)将步骤2)中制得的混合物M2和步骤4)中制得的混合物M4混合，制得聚氨酯涂料A2。
实施例3
1)将100重量份的三羟甲基丙烷、430重量份的2,4-甲苯二异氰酸酯和6重量份的纳米氧化硅混合后置于温度为80℃的条件下水浴加热10min，制得混合物M1；
2)向步骤1)中制得的混合物M1中加入50重量份的乙酸丁酯和20重量份的二丁基二月桂酸锡后，继续置于温度为80℃的条件下水浴加热80min，制得混合物M2；
3)将120重量份的PET回料、180重量份的乙二醇、25重量份的丙三醇、1.2重量份的乙酸锌和3重量份的连二亚硫酸钠置于温度为200℃的条件下混合4h，制得混合物M3；
4)向步骤3)中制得的混合物M3中加入100重量份的顺丁烯二酸酐后，置于压强为90kPa，温度为140℃的条件下，反应70min后，减压至常压条件下，置于温度为200℃的条件下放置30min，制得混合物M4；
5)将步骤2)中制得的混合物M2和步骤4)中制得的混合物M4混合，制得聚氨酯涂料A3。
实施例4
按照实施例1的制备方法进行制备，不同的是，所述2,4-甲苯二异氰酸酯的用量为350重量份，所述纳米氧化硅的用量为3重量份，所述乙酸丁酯的用量为20重量份，所述二丁基二月桂酸锡的用量为10重量份，所述PET回料的用量为50重量份，所述乙二醇的用量为80重量份，所述丙三醇的用量为10重量份，所述乙酸锌的用量为1重量份，所述连二亚硫酸钠的用量为1重量份，所述顺丁烯二酸酐的用量为50重量份，制得聚氨酯涂料A4。
实施例5
按照实施例2的制备方法进行制备，不同的是，所述2,4-甲苯二异氰酸酯的用量为500重量份，所述纳米氧化硅的用量为10重量份，所述乙酸丁酯的用量为80重量份，所述二丁基二月桂酸锡的用量为30重量份，所述PET回料的用量为200重量份，所述乙二醇的用量为300重量份，所述丙三醇的用量为40重量份，所述乙酸锌的用量为2重量份，所述连二亚硫酸钠的用量为5重量份，所述顺丁烯二酸酐的用量为150重量份，制得聚氨酯涂料A5。
对比例1
按照实施例3的制备方法进行制备，不同的是，不加入2,4-甲苯二异氰酸酯，制得涂料D1。
对比例2
按照实施例3的制备方法进行制备，不同的是，不加入纳米氧化硅，制得涂料D2。
对比例3
按照实施例3的制备方法进行制备，不同的是，不加入乙酸锌，制得涂料D3。
测试例
将上述制得的A1-A5和D1-D3分别按照HG/T 2454检测，得到的结果如表1所示。
表1
编号 表干时间/h 耐碱性 耐酸性
HG/T 2454 ≤2 168h无异常 168h无异常
A1 0.9 168h无异常 168h无异常
A2 1.2 168h无异常 168h无异常
A3 1.3 168h无异常 168h无异常
A4 1.8 168h无异常 168h无异常
A5 1.6 168h无异常 168h无异常
D1 1.5 72即出现异常 72即出现异常
D2 3.6 72即出现异常 72即出现异常
D3 2.8 72即出现异常 72即出现异常
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
1)将三羟甲基丙烷、2,4-甲苯二异氰酸酯和纳米氧化硅混合后水浴加热，制得混合物M1；
2)向步骤1)中制得的混合物M1中加入乙酸丁酯和二丁基二月桂酸锡后，继续水浴加热，制得混合物M2；
3)将PET回料、乙二醇、丙三醇、乙酸锌和连二亚硫酸钠置于温度为180-220℃的条件下混合，制得混合物M3；
4)向步骤3)中制得的混合物M3中加入顺丁烯二酸酐后，置于压强为85-95kPa，温度为130-150℃的条件下，反应40-100min，制得混合物M4；
5)将步骤2)中制得的混合物M2和步骤4)中制得的混合物M4混合，制得聚氨酯涂料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，相对于100重量份的所述三羟甲基丙烷，所述2,4-甲苯二异氰酸酯的用量为350-500重量份，所述纳米氧化硅的用量为3-10重量份，所述乙酸丁酯的用量为20-80重量份，所述二丁基二月桂酸锡的用量为10-30重量份，所述PET回料的用量为50-200重量份，所述乙二醇的用量为80-300重量份，所述丙三醇的用量为10-40重量份，所述乙酸锌的用量为1-2重量份，所述连二亚硫酸钠的用量为1-5重量份，所述顺丁烯二酸酐的用量为50-150重量份。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，相对于100重量份的所述三羟甲基丙烷，所述2,4-甲苯二异氰酸酯的用量为400-460重量份，所述纳米氧化硅的用量为5-8重量份，所述乙酸丁酯的用量为40-60重量份，所述二丁基二月桂酸锡的用量为15-25重量份，所述PET回料的用量为100-150重量份，所述乙二醇的用量为150-220重量份，所述丙三醇的用量为20-30重量份，所述乙酸锌的用量为1-1.5重量份，所述连二亚硫酸钠的用量为2-4重量份，所述顺丁烯二酸酐的用量为80-120重量份。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，步骤1)中水浴加热的温度为75-85℃，加热时间为5-20min。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，步骤2)中水浴加热的温度为75-85℃，加热时间为60-100min。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，步骤3)中混合时间为3-5h。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，步骤4)中还包括在反应40-100min后，减压至常压条件下，置于温度为180-220℃的条件下放置20-50min。
8.一种根据权利要求1-7中任意一项所述的制备方法制得的聚氨酯涂料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101798454A (zh) * 2010-04-06 2010-08-11 建德市顺发化工助剂有限公司 用于人造合成革与涂料的改性水性聚氨酯及其制备方法
CN102757546A (zh) * 2012-07-30 2012-10-31 富思特新材料科技有限公司 地坪用自交联水性聚氨酯的制备方法

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