CN113150667A - 一种超高固体份丙烯酸聚氨酯面漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超高固体份丙烯酸聚氨酯面漆及其制备方法，属于涂料技术领域，所述面漆包括重量比为6‑10:1的甲组分和乙组分，所述甲组分由以下重量份的各成分构成：高固体份丙烯酸树脂40～50份、低粘度碳氢树脂8‑15份、混合有机溶剂3～6份、防沉剂0.1～0.5份、消泡剂0.1～0.3份、颜料30～40份、分散剂0.3～0.8份、流平剂0.3～0.8份、光稳定剂0.2‑1和紫外线吸收剂0.2‑1；乙组分为无溶剂聚HDI三聚体。所述面漆具有超高固体份含量，且耐候性能和机械性能良好。

Description

一种超高固体份丙烯酸聚氨酯面漆及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种超高固体份丙烯酸聚氨酯面漆及其制备方法。
背景技术
目前，我国的大多的防腐涂装领域，如石化储罐、轨道机车、风电塔筒、桥梁钢结构等，大多采用的是溶剂型环氧底漆、溶剂型环氧中间漆和溶剂型丙烯酸聚氨酯面漆配套涂装体系，这些涂料虽然能够给钢铁设备提供可靠的防腐蚀保护，但其施工时含有大量的溶剂，对环境造成的破坏和对人体健康造成的损害比较严重。随着工业化进程的加快，环境污染问题日益突出。随之“绿色涂料”概念来到幕前。绿色涂料包含节能、低污染的水性涂料、粉末涂料、高固体含量涂料、无溶剂涂料和辐射固化涂料等。这对涂料的绿色环保方面也提出了更高的要求。GB/T 35602-2017《绿色产品评价涂料》有关高固体份涂料对面漆的VOC含量要求≤250g/L。因此降低涂料本身的VOC含量和施工过程中VOC释放量，对防治环境污染，对人体健康有益。
CN201310635006.1公开了一种集装箱用高固体份涂料，该涂料23℃标准温度下粘度为4000～8000mPas，该涂料在施工条件下溶剂挥发量为35％-55％，由于不是高固的涂料，因此施工时溶剂挥发量较大，因此会导致施工过程中VOC释放较大，对环境有污染，对人体健康有害。
CN201811083626.8公开了一种高固体份丙烯酸聚氨酯面漆及其制备方法，其施工固含量为75.24％-76.23％，施工状态下VOC含量为278-298g/L，虽然降低了VOC含量，但是仍然不满足绿色产品评价标准。
发明内容
为了降低丙烯酸聚氨酯面漆的VOC含量，本发明的目的在于提供一种超高固体份丙烯酸聚氨酯面漆及其制备方法。所述丙烯酸聚氨酯面漆超高固体份含量，且耐候性能和机械性能良好。
为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：
一种高固体份丙烯酸聚氨酯面漆，包括甲组分和乙组分；
所述甲组分由以下重量份的各成分构成：高固体份丙烯酸树脂40～50份，低粘度碳氢树脂8-15份，混合有机溶剂3～6份，防沉剂0.1～0.5份，消泡剂0.1～0.3份，颜料30～40份，分散剂0.3～0.8份，流平剂0.3～0.8份，光稳定剂0.2-1和紫外线吸收剂0.2-1；
所述乙组分为无溶剂聚HDI三聚体；
所述甲组分和乙组分的重量比例为：6～10:1。
优选，所述高固体份丙烯酸树脂为：固体份≥80％(重量)，23℃下粘度为1000～1500mpas的羟基丙烯酸树脂，且其中羟基的比例为2.4％～3.6％。例如上海东胜化学的ESB-1280树脂、ESB-1283树脂或上海众取的2380树脂。
优选，所述低粘度碳氢树脂为德国吕特格LA300，固含≥99％(重量)。
所述混合有机溶剂由醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯混合而成。
优选，所述防沉剂为有机膨润土，例如浙江华特的BP-183、BP-185。
优选，所述分散剂为德国毕克公司的BYK-2155、BYK2055，或德国BASF公司的EFKA-4010、EFKA-5065等其中的一种或两种。
优选，所述消泡剂为改性聚硅氧烷消泡剂，例如：海明斯德谦的Defom5300、Defom5400、迪高TEGO Airex 900等其中一种。
优选，所述流平剂为氟改性丙烯酸酯聚合物溶液，例如：德国BASF公司EFKA-3777、或德国默克MOK2024、MOK2041等。
优选，所述颜料为金红石型钛白粉、碳黑其中的一种或两种复合而成。
优选，所述光稳定剂为巴斯夫Tinuvin 329。
优选，所述紫外线吸收剂为巴斯夫的UV531。
优选，所述无溶剂聚HDI三聚体，NCO含量为22％～23％，23℃下粘度为300～500mPas，不挥发份为100％，例如，旭化成的TUL-100或TLA-100。
本发明产品超高固体份丙烯酸聚氨酯面漆的制备方法是：
(1)将上述重量份数的高固体份丙烯酸树脂、低粘度碳氢树脂与混合有机溶剂、防沉剂、颜料、分散剂、消泡剂、流平剂、光稳定剂、紫外线吸收剂一同倒入密闭的反应釜中，高速分散均匀，所述反应釜的分散盘的线速度控制在5-8m/s，分散20～40min；
(2)将步骤(1)所得产物研磨至20μm以下，得甲组分；
(3)将步骤(2)所得甲组分与乙组分固化剂按比例混合，并分散均匀，即得超高固体份丙烯酸聚氨酯面漆。
有益效果：
(1)本发明的涂料漆膜具有优异的机械性能；(2)本发明的涂料的固体质量分数大于88％，施工时适当添加3％～5％的稀释剂，涂料施工固体质量分数≥80％(涂-4杯，23℃下粘度为20～30s)，VOC低至250g/L以下；(3)本发明的涂料耐老化性能优异，耐人工加速老化2000h失光1级、粉化0级。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
本实施例的涂料配方如下表1。
表1：实施例1的涂料配方。
Figure BDA0002992016940000031
Figure BDA0002992016940000041
本实施例的超高固体份丙烯酸聚氨酯面漆制备方法如下：
甲组分制备方法为：(1)将所述重量份数的高固体份丙烯酸树脂、碳氢树脂与混合有机溶剂、防沉剂、颜料、流平剂、分散剂、消泡剂、光稳定剂、紫外线吸收剂一同倒入密闭的反应釜中，高速分散均匀，所述反应釜的分散盘的线速度为6m/s，分散时间为30min；(2)将步骤(1)所得漆料研磨至20μm以下；(3)在步骤(2)所得漆料中添加上述重量份数的流平剂并分散均匀，得甲组份。
将上述制得的涂料甲组分与乙组分固化剂按配方配比混合并分散均匀制得超高固体份丙烯酸聚酯氨酯面漆。
测试：将本实施例产品超高固体份丙烯酸聚氨酯面漆按照技术指标制备样板，测得各项技术指标见表5。
实施例2-4
实施例2-4的超高固体份丙烯酸聚氨酯面漆的各组分用量见表2、表3和表4，制备方法同实施例1，制得的超高固体份丙烯酸聚氨酯面漆各项性能指标见表5。
表2：实施例2的涂料配方。
Figure BDA0002992016940000051
表3：实施例3的涂料配方。
Figure BDA0002992016940000052
Figure BDA0002992016940000061
表4：实施例4的涂料配方。
Figure BDA0002992016940000062
Figure BDA0002992016940000071
表5：实施例1-4制备的超高固体份丙烯酸聚氨酯面漆的各项性能指标。
Figure BDA0002992016940000072
需要说明的是，以上所述的实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对本发明作出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高固体份丙烯酸聚氨酯面漆，包括甲组分和乙组分；其特征在于：
所述甲组分由以下重量份的各成分构成：高固体份丙烯酸树脂40～50份，低粘度碳氢树脂8-15份，混合有机溶剂3～6份，防沉剂0.1～0.5份，消泡剂0.1～0.3份，颜料30～40份，分散剂0.3～0.8份，流平剂0.3～0.8份，光稳定剂0.2-1和紫外线吸收剂0.2-1；
所述乙组分为无溶剂聚HDI三聚体；
所述甲组分和乙组分的重量比例为：6～10:1。
2.根据权利要求1所述的一种高固体份丙烯酸聚氨酯面漆，其特征在于：所述高固体份丙烯酸树脂为：固体份≥80%、23℃下粘度为1000～1500mpas的羟基丙烯酸树脂，且其中羟基的比例为2.4%～3.6%。
3.根据权利要求1所述的一种高固体份丙烯酸聚氨酯面漆，其特征在于：所述低粘度碳氢树脂为德国吕特格LA300，固含≥99%。
4.根据权利要求1所述的一种高固体份丙烯酸聚氨酯面漆，其特征在于：所述混合有机溶剂由醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯混合而成。
5.根据权利要求1所述的一种高固体份丙烯酸聚氨酯面漆，其特征在于：所述防沉剂为有机膨润土；所述消泡剂为改性聚硅氧烷消泡剂；所述流平剂为氟改性丙烯酸酯聚合物溶液。
6.根据权利要求1所述的一种高固体份丙烯酸聚氨酯面漆，其特征在于：所述颜料为金红石型钛白粉、碳黑其中的一种或两种复合而成。
7.根据权利要求1所述的一种高固体份丙烯酸聚氨酯面漆，其特征在于：所述光稳定剂为巴斯夫Tinuvin 329。
8.根据权利要求1所述的一种高固体份丙烯酸聚氨酯面漆，其特征在于：所述紫外线吸收剂为巴斯夫的UV531。
9.根据权利要求1所述的一种高固体份丙烯酸聚氨酯面漆，其特征在于：所述无溶剂聚HDI三聚体，NCO含量为22%～23%，23℃下粘度为300～500mPas，不挥发份为100%，例如，旭化成的TUL-100或TLA-100。
10.根据权利要求1-9任意一种所述的超高固体份丙烯酸聚氨酯面漆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按照重量份数将高固体份丙烯酸树脂、低粘度碳氢树脂与混合有机溶剂、防沉剂、颜料、分散剂、消泡剂、流平剂、光稳定剂和紫外线吸收剂一同倒入密闭的反应釜中，高速分散均匀，所述反应釜的分散盘的线速度控制在5-8m/s，分散20～40min；
（2）将步骤（1）所得产物研磨至20μm以下，得甲组分；
（3）将步骤（2）所得甲组分与乙组分固化剂按比例混合，并分散均匀，即得超高固体份丙烯酸聚氨酯面漆。
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