CN108250935B - 零溶剂聚氨酯封闭底涂剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及零溶剂聚氨酯封闭底涂及其制备方法,属聚氨酯领域。本发明的底涂剂,其包括以下组分或由以下组分制成:聚醚3050(聚环氧丙烷醚三元醇3050)、棕榈油、三羟甲基丙烷、分散剂、抗氧助剂、MDI‑50和CDMDI‑100L。通过合理的选材和适当的配比,本发明的底涂剂是无溶剂、完全符合环保要求且附着力强的聚氨酯底涂剂。

Description

零溶剂聚氨酯封闭底涂剂
技术领域
本发明涉及零溶剂聚氨酯封闭底涂的合成方法,属聚氨酯领域。
技术背景
聚氨酯也称为聚氨基甲酸酯,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称。其通常是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物聚合而成。聚氨酯的用途非常广泛,例如其可以代替橡胶、塑料和尼龙等,用于学校、机场、酒店、住宅小区、以及园林美化等。
然而,聚氨酯虽然其自身具有较高的拉伸强度,但当其应用于粘接表面难渗透的基材,例如:水泥基,水磨石,PVC基材等时,其粘接强度往往低于所期望的安全指标或者结构指标,通常出现聚氨酯材料与基材剥离。因此,在使用聚氨酯对难渗透表面的基材进行粘接时,通过采用预涂覆底涂剂的方法以改善聚氨酯与基材的粘附性能。聚氨酯底涂剂是指能对基材的潮湿、霉、碱等起到封闭的作用,并于中涂层有良好粘接聚氨酯材料,其中,底涂剂在粘接中所起的主要作用为,提高聚氨酯和基材的附着力。
理想的底涂剂可实现如下功能:(1)保护基面(抑制基体在使用过程中的腐浊作用);(2)、改变基体表面化学物性;(3)、填充基体表面孔隙和增强表面薄弱区;(4)、渗入基材内部,增强基材强度;(5)、在基材表面形成涂膜,抑制水分向外迁移;(6)、可在室内室外使用,无气味;(7)、可应用于水泥基,水磨石,PVC基材等;和(8)、底漆上层可使用环氧、水性环氧、聚氨酯和水性聚氨酯等材料。
由聚醚和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-50)合成的聚合物(MDI-50过量),可以形成致密防水的涂膜,符合做有封闭底涂的条件,但是由于粘度较高,施工困难。
目前聚氨酯底涂大多是溶剂型产品,溶剂含量达到40-50%,底涂固化过程中有大量有机溶剂挥发到大气中,进而导致与国家提倡的环保政策不符,因此急需开发零溶剂聚氨酯底涂。
发明内容
本发明的发明人通过不懈的努力发现,通过合理的选材和适当的配比,能够制备出无溶剂、完全符合环保要求且附着力强的聚氨酯底涂剂。
本发明的第一方面提供了一种底涂剂,其包括以下组分或由以下组分制成:聚醚3050(聚环氧丙烷醚三元醇3050)、棕榈油、三羟甲基丙烷、分散剂、抗氧助剂、MDI-50和CDMDI-100L。
任选地,所述聚醚3050、棕榈油、三羟甲基丙烷、分散剂、抗氧助剂、MDI-50和CDMDI-100L的质量比为19-23:16-21:0.3-0.7:0.15-0.25:0.60-0.80:42-51:10-13。更优选地,所述聚醚3050、棕榈油、三羟甲基丙烷、分散剂、抗氧助剂、MDI-50和CDMDI-100L的质量比为21.10:18.80:0.47:0.21:0.72:46.90:11.80。
优选地,所述分散剂为分散剂YB201;所述抗氧助剂为抗氧助剂B900;所述MDI-50为
Figure BDA0001545160210000021
MDI-50(
Figure BDA0001545160210000022
MDI-50为2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物,常温下呈无色至粉色液体);和/或所述CDMDI-100L为
Figure BDA0001545160210000023
CDMDI-100L(
Figure BDA0001545160210000024
CDMDI-100L为碳化二亚胺改性4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯-MDI)。
进一步优选地,所述组分进一步包括氢氧化钙和硫酸钠的混合物,任选地所述混合物中氢氧化钙和硫酸钠的质量比为1:1。最优选地,所述混合物与聚醚3050的质量比为:1-3:19-23,优选为2:21或2:21.10。
本发明还提供了一种制备聚氨酯底涂剂的方法,其包括如下步骤:
(a)将聚醚3050(聚环氧丙烷醚三元醇3050)、棕榈油、三羟甲基丙烷、分散剂和抗氧助剂加入到反应釜中,在120摄氏度和-0.09MPA下,抽真空2小时;
(b)降温到60摄氏度,加入MDI-50和CDMDI-100L,并搅拌30分钟,升温至75-80摄氏度,并保持反应2小时;和
(c)当NCO含量为17.5%-18%时,降温到60摄氏度,然后过滤出反应釜。
任选地,在本发明的制备聚氨酯底涂剂的方法中,所述聚醚3050、棕榈油、三羟甲基丙烷、分散剂、抗氧助剂、MDI-50和CDMDI-100L的质量比为19-23:16-21:0.3-0.7:0.15-0.25:0.60-0.80:42-51:10-13。更优选地,所述聚醚3050、棕榈油、三羟甲基丙烷、分散剂、抗氧助剂、MDI-50和CDMDI-100L的质量比为21.10:18.80:0.47:0.21:0.72:46.90:11.80。
优选地,在本发明的制备聚氨酯底涂剂的方法中,所述分散剂为分散剂YB201;所述抗氧助剂为抗氧助剂B900;所述MDI-50为
Figure BDA0001545160210000025
MDI-50(
Figure BDA0001545160210000026
MDI-50为2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物,常温下呈无色至粉色液体);和/或所述CDMDI-100L为
Figure BDA0001545160210000031
CDMDI-100L(
Figure BDA0001545160210000032
CDMDI-100L为碳化二亚胺改性4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯-MDI)。
进一步优选地,在本发明的制备聚氨酯底涂剂的方法中,所述组分进一步包括氢氧化钙和硫酸钠的混合物,任选地所述混合物中氢氧化钙和硫酸钠的质量比为1:1。最优选地,所述混合物与聚醚3050的质量比为:1-3:19-23,优选为2:21或2:21.10。
本发明还提供了氢氧化钙和硫酸钠的混合物在制备聚氨酯底涂剂中的用途。任选地,所述氢氧化钙和硫酸钠的质量比为1-2:2-1,优选为1:1,且进一步优选地,所述混合物占底涂剂配料总质量的1.5-2.4%,优选为1.9-2.2%
本发明所提供的聚氨酯在附着力和渗透性以及环保型等方面表现优异。
下面将通过借助以下实施例来更详细地说明本发明。以下实施例仅是说明性的,应该明白,本发明并不受下述实施例的限制。
实施例1
产品的配方和加工工艺:
产品配方
原料名称 聚醚3050 棕榈油 三羟甲基丙烷 分散剂YB201 抗氧化助剂B900 MDI-50 CDMDI-100L
质量(Kg) 21.10 18.80 0.47 0.21 0.72 46.90 11.80
产品工艺:
1、将聚醚3050(聚环氧丙烷醚三元醇3050)、棕榈油、三羟甲基丙烷、分散剂YB201和抗氧助剂B900加入到反应釜中,在120摄氏度和-0.09MPA下,抽真空2小时;
2、降温到60摄氏度,加入
Figure BDA0001545160210000033
MDI-50(
Figure BDA0001545160210000034
MDI-50为2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物,常温下呈无色至粉色液体)和
Figure BDA0001545160210000035
CDMDI-100L(
Figure BDA0001545160210000036
CDMDI-100L为碳化二亚胺改性4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯-MDI),并搅拌30分钟,升温至75-80摄氏度,并保持反应2小时;
3、当NCO含量为17.5%-18%时,降温到60摄氏度,然后过滤出反应釜。
物理性能
表干时间 实干时间 附着力 渗透性
4小时 8小时 4.5MPA 优异
注:附着力测试方法参见GB/T9286-1998;渗透性检测参见GB/T18851.1 2008(下同)
化学性能
Figure BDA0001545160210000041
实施例2
产品的配方和加工工艺:
产品配方
原料名称 聚醚3050 棕榈油 三羟甲基丙烷 分散剂YB201 抗氧化助剂B900 MDI-50 CDMDI-100L
质量(Kg) 19.00 16.00 0.30 0.15 0.60 42.00 10.00
产品工艺:
1、将聚醚3050(聚环氧丙烷醚三元醇3050)、棕榈油、三羟甲基丙烷、分散剂YB201和抗氧助剂B900加入到反应釜中,在120摄氏度和-0.09MPA下,抽真空2小时;
2、降温到60摄氏度,加入
Figure BDA0001545160210000042
MDI-50(
Figure BDA0001545160210000043
MDI-50为2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物,常温下呈无色至粉色液体)和
Figure BDA0001545160210000044
CDMDI-100L(
Figure BDA0001545160210000045
CDMDI-100L为碳化二亚胺改性4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯-MDI),并搅拌30分钟,升温至75-80摄氏度,并保持反应2小时;
3、当NCO含量为17.5%-18%时,降温到60摄氏度,然后过滤出反应釜。
物理性能
表干时间 实干时间 附着力 渗透性
4.2小时 9小时 4.9MPA 优异
化学性能
Figure BDA0001545160210000051
实施例3
产品的配方和加工工艺:
产品配方
原料名称 聚醚3050 棕榈油 三羟甲基丙烷 分散剂YB201 抗氧化助剂B900 MDI-50 CDMDI-100L
质量(Kg) 23.00 21.00 0.70 0.25 0.80 51.00 13.00
产品工艺:
1、将聚醚3050(聚环氧丙烷醚三元醇3050)、棕榈油、三羟甲基丙烷、分散剂YB201和抗氧助剂B900加入到反应釜中,在120摄氏度和-0.09MPA下,抽真空2小时;
2、降温到60摄氏度,加入
Figure BDA0001545160210000052
MDI-50(
Figure BDA0001545160210000053
MDI-50为2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物,常温下呈无色至粉色液体)和
Figure BDA0001545160210000054
CDMDI-100L(
Figure BDA0001545160210000055
CDMDI-100L为碳化二亚胺改性4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯-MDI),并搅拌30分钟,升温至75-80摄氏度,并保持反应2小时;
3、当NCO含量为17.5%-18%时,降温到60摄氏度,然后过滤出反应釜。
物理性能
表干时间 实干时间 附着力 渗透性
4.1小时 8.5小时 4.6MPA 优异
化学性能
Figure BDA0001545160210000061
实施例4
产品的配方和加工工艺:
产品配方
Figure BDA0001545160210000062
产品工艺:
1、将聚醚3050(聚环氧丙烷醚三元醇3050)、棕榈油、三羟甲基丙烷、氢氧化钙和硫酸钠混合物、分散剂YB201和抗氧助剂B900加入到反应釜中,在120摄氏度和-0.09MPA下,抽真空2小时;
2、降温到60摄氏度,加入
Figure BDA0001545160210000063
MDI-50(
Figure BDA0001545160210000064
MDI-50为2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物,常温下呈无色至粉色液体)和
Figure BDA0001545160210000065
CDMDI-100L(
Figure BDA0001545160210000066
CDMDI-100L为碳化二亚胺改性4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯-MDI),并搅拌30分钟,升温至75-80摄氏度,并保持反应2小时;
3、当NCO含量为17.5%-18%时,降温到60摄氏度,然后过滤出反应釜。
物理性能
表干时间 实干时间 附着力 渗透性
3.5小时 7小时 6.0MPA 优异
化学性能
Figure BDA0001545160210000071
实施例5
产品的配方和加工工艺:
产品配方
Figure BDA0001545160210000072
产品工艺:
1、将聚醚3050(聚环氧丙烷醚三元醇3050)、棕榈油、三羟甲基丙烷、氢氧化钙和硫酸钠混合物、分散剂YB201和抗氧助剂B900加入到反应釜中,在120摄氏度和-0.09MPA下,抽真空2小时;
2、降温到60摄氏度,加入
Figure BDA0001545160210000073
MDI-50(
Figure BDA0001545160210000074
MDI-50为2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物,常温下呈无色至粉色液体)和
Figure BDA0001545160210000082
CDMDI-100L(
Figure BDA0001545160210000083
CDMDI-100L为碳化二亚胺改性4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯-MDI),并搅拌30分钟,升温至75-80摄氏度,并保持反应2小时;
3、当NCO含量为17.5%-18%时,降温到60摄氏度,然后过滤出反应釜。
物理性能
表干时间 实干时间 附着力 渗透性
3.6小时 7.1小时 6.5MPA 优异
化学性能
Figure BDA0001545160210000081
虽然用上述实施方式描述了本发明,应当理解的是,在不背离本发明的精神的前提下,本发明可进行进一步的修饰和变动,且这些修饰和变动均属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种底涂剂,其包括以下组分:聚醚3050、棕榈油、三羟甲基丙烷、分散剂、抗氧助剂、MDI-50、CDMDI-100L、氢氧化钙和硫酸钠,
其中:所述聚醚3050、棕榈油、三羟甲基丙烷、分散剂、抗氧助剂、MDI-50和CDMDI-100L的质量比为19-23:16-21:0.3-0.7:0.15-0.25:0.60-0.80:42-51:10-13;
所述氢氧化钙和硫酸钠的质量比为1:1;
所述氢氧化钙和硫酸钠的质量之和与聚醚3050的质量比为1-3:19-23。
2.根据权利要求1所述的底涂剂,其中所述聚醚3050、棕榈油、三羟甲基丙烷、分散剂、抗氧助剂、MDI-50和CDMDI-100L的质量比为21.10:18.80:0.47:0.21:0.72:46.90:11.80。
3.根据权利要求2所述的底涂剂,其中所述分散剂为分散剂YB201;所述抗氧助剂为抗氧助剂B900;所述MDI-50为
Figure FDA0002527009290000011
MDI-50;所述CDMDI-100L为
Figure FDA0002527009290000012
CDMDI-100L。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的底涂剂,其中所述氢氧化钙和硫酸钠的质量之和与聚醚3050的质量比为:2:21或2:21.10。
5.一种制备权利要求1所述的底涂剂的方法,其包括如下步骤:
(a)将聚醚3050、棕榈油、三羟甲基丙烷、分散剂、抗氧助剂、氢氧化钙和硫酸钠加入到反应釜中,在120摄氏度和-0.09MPa下,抽真空2小时;
(b)降温到60摄氏度,加入MDI-50和CDMDI-100L,并搅拌30分钟,升温至75-80摄氏度,并保持反应2小时;
(c)当NCO含量为17.5%-18%时,降温到60摄氏度,然后过滤出反应釜,
其中所述聚醚3050、棕榈油、三羟甲基丙烷、分散剂、抗氧助剂、MDI-50和CDMDI-100L的质量比为19-23:16-21:0.3-0.7:0.15-0.25:0.60-0.80:42-51:10-13。
6.根据权利要求5所述的方法,其中所述聚醚3050、棕榈油、三羟甲基丙烷、分散剂、抗氧助剂、MDI-50和CDMDI-100L的质量比为21.10:18.80:0.47:0.21:0.72:46.90:11.80。
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