CN108329820A - 一种聚氨酯涂料 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种聚氨酯涂料，使用端羟基支链化聚酯树脂、羟基全氟代聚醚树脂、全氟聚醚润滑油为主要组分，在聚氨酯中引入氟原子，并采用全氟聚醚，降低涂层表面能，水接触角可达105°，滚动角降至19°，从而提高涂料形成的涂层的防冰性能，耐候性能好，尤其是耐低温性能好，且耐磨性、防腐蚀性能也有所提升。

Description

一种聚氨酯涂料

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其是一种聚氨酯涂料。

背景技术

高速铁路是当今时代高新技术的集成和铁路现代化的重要标志，反映了一个国家的综合国力。目前，中国已成为世界上高速铁路运营里程最长、在建规模最大的国家。随着北方高寒地区纳入高铁运营范围，防冰、除冰问题成为一项必须考虑的问题。涂层防冰技术具有适用性广、应用成本低、维护简单和制备工艺成熟等优点，因此近年来越来越受到重视。然而，目前能够适用于高寒动车组的防冰除冰涂料还很少，许多涂料形成的涂层的防冰除冰效果并不明显，不能满足实际需要。

发明内容

本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种聚氨酯涂料，可降低涂层表面能，提高防冰性能。

为实现上述目的，本发明首先提供了一种聚氨酯涂料，其技术方案是：

一种聚氨酯涂料，所述涂料包括A组份、B组份和/或C组份，其中所述B组份为固化剂，添加量为所述A组份重量的30—50％，所述C组份为稀释剂，根据粘度需要添加，所述A组份包括以下重量份的组分：

端羟基支链化聚酯树脂20—40份

端羟基全氟代聚醚树脂4—10份

全氟聚醚润滑油3—8份

助剂2-10份

填料5—15份

催化剂0—2份

有机溶剂10—40份。

进一步的，所述固化剂为异氰酸酯固化剂。

进一步的，所述有机溶剂为酯类、酮类溶剂中的至少一种。

进一步的，所述有机溶剂为丙酮溶剂或是乙酸正丁酯溶剂中的任意一种或是两种的混合液。

进一步的，所述催化剂为有机锡类催化剂。

进一步的，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡催化剂。

进一步的，所述助剂为硅氧烷聚丙烯酸树脂、含氟非离子表面活性剂、光稳定剂中的至少一种。

进一步的，所述B组份为六亚甲基二异氰酸酯三聚体。

进一步的，所述C组份为乙酸正丁酯。

进一步的，所述A组份包括如下质量份的组分：

端羟基支链化聚酯树脂30—35份

端羟基全氟代聚醚树脂4—8份

全氟聚醚润滑油3—6份

硅氧烷聚丙烯树脂0.1—1份

含氟非离子表面活性剂0.1—1份

光稳定剂0.1—1份

滑石粉1—3份

二月桂酸二丁基锡0—2份

丙酮4—8份

乙酸正丁酯10—20份

所述B组份为六亚甲基二异氰酸酯三聚体，添加量为A组份质量的30—50％，所述C组份为乙酸正丁酯，根据粘度需要添加，且可根据涂料的使用方法确定是否添加。

综上所述，本发明提供的聚氨酯涂料，与现有技术相比，具有如下优点：

1.在聚氨酯结构中引入氟原子，采用全氟聚醚，可降低涂料形成的涂层的表面能，水接触角可达105°，从面提高防冰性能；

2.辅助树脂采用硅氧烷聚丙烯酸树脂，可有效增加涂料的耐磨性、耐候性、憎水憎油性，提高成膜性，并进一步提高防冰性能以及耐腐蚀性；

3.采用含氟非离子表面活性剂，可显著降低溶剂体系的表面张力，从而进一步提高涂层防冰性能；

4.可根据喷涂工艺的区别，适当选择C组份的添加，调适涂料的稠厚程度。

具体实施方式

本发明提供了一种聚氨酯涂料，包括A组份、B组份和/或C组份，其中B组份为固化剂，添加量为A组份重量的30—50％，C组份为稀释剂，根据粘度需要添加，A组份包括以下重量份的组分：

端羟基支链化聚酯树脂20—40份

端羟基全氟代聚醚树脂4—10份

全氟聚醚润滑油3—8份

助剂2-10份

填料5—15份

催化剂0—2份

有机溶剂10—40份。

为有效降低涂料在物体表面形成的涂层的表面能，提高水接触角，在本发明提供的实施例中，使用端羟基支链化聚酯树脂、端羟基全氟代聚醚树脂、全氟聚醚润滑油为主要组分，尤其是采用端羟基全氟代聚醚树脂，经实验验证，可使涂料的水接触角达到105°，滚动角降至19°，从而提高涂层的防冰雪性能，提高涂层的耐侯性，尤其是耐高寒性能。

助剂采用硅氧烷聚丙烯树脂、含氟非离子表面活性剂、光稳定剂中的至少一种，填加硅氧烷聚丙烯树脂，具有键能较大的硅氧键，具有更好的憎水憎油性，优良的耐侯性、耐低温性，使形成的聚氨酯涂料，进一步提高耐高寒性能以及防冰雪能力。

催化剂采用有机锡类催化剂，如二月桂酸二丁基锡，在本发明提供的实施例中，二月桂酸二丁基锡溶解在乙酸正丁酯溶液中，浓度为1％。

溶剂选择酯类、酮类溶剂中的至少一种，在本发明提供的实施例中，使用丙酮溶剂和乙酸正丁酯溶剂。

B组份为异氰酸酯固化剂，添加量为A组份重量的30—50％，在本发明提供的实施例中，固化剂采用六亚甲基二异氰酸酯三聚体，具有不溶于冷水的特性，生成的聚氨酯涂料具有不泛黄、保色、保光、抗粉化、耐侯性强尤其是耐低温性强的优点，并且具有一定的耐油和耐磨性能。

C组分为稀释剂，可根据粘度需要确定添加量，如添加量可为A组份重量的10—60％，在本发明提供的实施例中采乙酸正丁酯溶剂为稀释剂，充分调节涂料的稠厚程序，可根据选择使用的工艺，适量添加乙酸正丁酯的使用量，如，当采用刷涂工艺时，聚氨酯涂料可相对稠厚，可选择少添加或不添加，当采用喷涂工艺时，聚氨酯涂料需要相对稀释，添加并相对较多的添加乙酯正丁酯溶剂。需要说明的是，在本发明中，有机溶剂、稀释剂均采用乙酸正丁酯，同时催化剂二月桂酸二丁基锡也溶于乙酸正丁酯溶剂中，使得在整个涂料的组成成份中，不过多的使用其他有机溶剂，避免在到聚氨酯涂料的生产过程多种有机溶剂产生不必要的化学反应，引起涂料性能的改变，使得涂料性能稳定。

进一步的，经过大量实践实验数据得出，聚氨酯涂料的组成中各组份为如下重量份时，防冰除冰效果较佳：

A组份组成包括如下重量份的组份：

端羟基支链化聚酯树脂30—35份

端羟基全氟代聚醚树脂4—8份

全氟聚醚润滑油3—6份

硅氧烷聚丙烯树脂0.1—1份

含氟非离子表面活性剂0.1—1份

光稳定剂0.1—1份

滑石粉1—3份

二月桂酸二丁基锡0—2份

丙酮4—8份

乙酸正丁酯10—20份。

B组份为六亚甲基二异氰酸酯三聚体，添加量为A组分重量的35—45％，C组份为乙酸正丁酯，可根据粘度需要适量添加，如添加量为A组份重量的20—50％。

同时，还可在A组份中添加5—8份的微料氧化铁黑，以调节涂料的颜色，在实际应用中，可根据需要添加其他颜色的颜料，并根据需要，调节颜料的用量。

本发明进一步提供了A组分的配方，如表1所示：

表1：A组份配方表

根据前文所述的B组分与C组分与A组分的重量比关系，适当添加六亚甲基二异氰酸酯三聚体和乙酸正丁酯的量，如B组分(六亚甲基二异氰酸酯三聚体)的添加量为A组份的44％，C组分根据粘度需要适量添加，以得到本发明提供的聚氨酯涂料。

通过本发明提供的实施例得到的聚氨酯涂料，经实验验证，防冰除冰性能大幅提高，同时其他性能也大幅提高，如表2所示，根据表1的配方得到的聚氨酯涂料，具有如下性能指标：

表2：聚氨酯涂料性能测试结果

序号	涂层性能	检测结果
			1	划格试验	0级
2	拉拔试验	2.88MPa
			3	耐冲击性	1kg/50cm
4	紫外老化	500h
			5	水接触角	105°
6	水滚动角	19°
			7	表面能	18mN/m

本发明同时提供了前文所述聚氨酯涂料的制备方法，将A组分的各组成成分混合，并充分搅拌均匀，再将制备好的A组分、B组分和/或C组分混合均匀即可，可根据使用工艺，调节C组份的添加量。

综上所述，本发明提供的聚氨酯涂料，充分利用现有各有机溶剂、有机物的优点，经搅拌混合得到的聚氨酯涂料，与现有技术相比，具有如下优点：

1.在聚氨酯结构中引入氟原子，采用全氟聚醚，可降低涂料形成的涂层的表面能，水接触角可达105°，从面提高防冰性能；

2.辅助树脂采用硅氧烷聚丙烯酸树脂，可有效增加涂料的耐磨性、耐候性、憎水憎油性，提高成膜性，并进一步提高防冰性能以及耐腐蚀性；

3.采用含氟非离子表面活性剂，可显著降低溶剂体系的表面张力，从而进一步提高涂层防冰性能；

4.可根据喷涂工艺的区别，适当选择C组份的添加，调适涂料的稠厚程度。

如上所述，结合所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种聚氨酯涂料，其特征在于：所述涂料包括A组份、B组份和/或C组份，其中所述B组份为固化剂，添加量为所述A组份重量的30—50％，所述C组份为稀释剂，根据粘度需要添加，所述A组份包括以下重量份的组分：

端羟基支链化聚酯树脂20—40份

端羟基全氟代聚醚树脂4—10份

全氟聚醚润滑油3—8份

助剂2-10份

填料5—15份

催化剂0—2份

有机溶剂10—40份。

2.如权利要求1所述的一种聚氨酯涂料，其特征在于：所述固化剂为异氰酸酯固化剂。

3.如权利要求1所述的一种聚氨酯涂料，其特征在于：所述有机溶剂为酯类、酮类溶剂中的至少一种。

4.如权利要求3所述的一种聚氨酯涂料，其特征在于：所述有机溶剂为丙酮溶剂或是乙酸正丁酯溶剂中的任意一种或是两种的混合液。

5.如权利要求1所述的一种聚氨酯涂料，其特征在于：所述催化剂为有机锡类催化剂。

6.如权利要求5所述的一种聚氨酯涂料，其特征在于：所述催化剂为二月桂酸二丁基锡催化剂。

7.如权利要求1所述的一种聚氨酯涂料，其特征在于：所述助剂为硅氧烷聚丙烯酸树脂、含氟非离子表面活性剂、光稳定剂中的至少一种。

8.如权利要求1所述的一种聚氨酯涂料，其特征在于：所述B组份为六亚甲基二异氰酸酯三聚体。

9.如权利要求1所述的一种聚氨酯涂料，其特征在于：所述C组份为乙酸正丁酯。

10.如权利要求1至9任一项所述的一种聚氨酯涂料，其特征在于：所述A组份包括如下质量份的组分：

端羟基支链化聚酯树脂30—35份

端羟基全氟代聚醚树脂4—8份

全氟聚醚润滑油3—6份

硅氧烷聚丙烯树脂0.1—1份

含氟非离子表面活性剂0.1—1份

光稳定剂0.1—1份

滑石粉1—3份

二月桂酸二丁基锡0—2份

丙酮4—8份

乙酸正丁酯10—20份

所述B组份为六亚甲基二异氰酸酯三聚体，添加量为A组份质量的30—50％，所述C组份为乙酸正丁酯，根据粘度需要添加，且可根据涂料的使用方法确定是否添加。