一種用于聚脲涂層的快干耐侯保護面漆及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于噴涂聚脲表面的羥基丙烯酸樹脂的制備方法，以及使用該樹脂制備的用于噴涂聚脲表面的快干耐候面漆及其制備方法。制備的羥基丙烯酸樹脂可與異氰酸酯固化劑進行交聯(lián)反應(yīng)，形成高柔韌性且耐老化、耐化學(xué)介質(zhì)的熱固型涂層，同時利用雙組份配方中過量的羥基與聚脲表面過量的異氰酸基進一步進行化學(xué)反應(yīng)，提高了整個涂層材料物理和化學(xué)性能。本發(fā)明同時提供一種由羥基丙烯酸聚氨酯樹脂制備的，可用于聚脲表面保護的丙烯酸聚氨酯面漆，解決現(xiàn)有聚脲涂層表面的保護材料保光保色性差、干性慢、與聚脲涂層施工性配套不良的技術(shù)問題。
【專利說明】—種用于聚脲涂層的快干耐侯保護面漆及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于噴涂聚脲表面的羥基丙烯酸樹脂的制備，以及使用該樹脂制備的用于噴涂聚脲表面的快干耐候面漆及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明涉及的面漆是一種專門針對噴涂聚脲彈性涂層(SPUA)的丙烯酸/聚氨酯雙組份面漆，與普通的丙烯酸/聚氨酯面漆不同，該面漆除了具有丙烯酸聚氨酯面漆的耐候性和耐介質(zhì)優(yōu)點外，其優(yōu)異的柔韌性以及與聚脲涂層良好的附著力和匹配性是其特性之一，另外與其他聚脲保護面漆不同的是其快干性和易施工性。
[0003]丙烯酸樹脂因?qū)獾闹魑辗逄幵谔柟庾V范圍之外，因此具有極好的耐紫外性，制成的面漆能長期保持原有的光澤及顏色，具有較好的耐酸、堿、鹽、油脂的污染及腐蝕性。通過不同單體的選用配合及分子量的控制可制成軟彈到玻璃態(tài)的不同性能和用途的樹脂。
[0004]單獨采用熱塑性丙烯酸樹脂制成的面漆，用于噴涂聚脲彈性體表面，可提高噴涂聚脲的耐候性，并且也可通過面漆的高致密性提高其耐水性，但因單組份丙烯酸漆的耐介質(zhì)性不理想，限制了其應(yīng)用。
[0005]含有羥基的熱固性丙烯酸樹脂，通過與含有異氰酸基(-NC0)的脂肪族多異氰酸酯預(yù)聚物(如HDI縮二脲、HDI三聚體)交聯(lián)固化，不僅保持了丙烯酸樹脂的高耐候性和保光保色性，也因其形成了網(wǎng)狀體型結(jié)構(gòu)，使其耐化學(xué)介質(zhì)性能更加優(yōu)異。
[0006]近十多年來在我國開發(fā)推廣的噴涂聚脲材料是一種高效環(huán)保涂層材料，因其快速固化成膜特點以及優(yōu)良的物理和化學(xué)性能，使之廣泛應(yīng)用于建筑防水、運動場防滑、橋梁工程以及化工設(shè)備的防腐防護。聚脲材料主要由端氨基聚醚、芳香族二胺擴鏈劑為活性材料，通過與多異氰酸酯組份(如MDI和液化MDI)進行化學(xué)反應(yīng)而形成，其反應(yīng)分子式:
[0007]
HU ο H
II !! I ^
[0008]其中作為異氰酸組份的MDI ( 二苯甲烷二多異氰酸酯)在日光照射下易變黃失光，時間一長易粉化和開裂，導(dǎo)致聚脲涂層的保護性能迅速下降。為了提高聚脲涂層材料的耐候性，防止日光老化，需要研制一種既有優(yōu)良的耐候性，又能與聚脲牢固結(jié)合，并且干燥迅速、施工工藝簡單的保護面漆。另外在提高聚脲耐候性的同時，又能提高其耐介質(zhì)性，防止弱酸、堿及油污的侵蝕。
[0009]目前普通的丙烯酸/聚氨酯雙組份面漆因剛性強，在具有彈性的噴涂聚脲涂層上附著力不高，柔韌性和耐沖擊性能更無法與聚脲匹配，一些已在噴涂聚脲材料上應(yīng)用的聚醚聚氨酯保護面漆也因其干性較慢，保光保色性不理想限制了其在更多領(lǐng)域中的應(yīng)用。
[0010]為了使聚脲材料在戶外長期保持穩(wěn)定的性能，我們改進合成了一種高柔韌性的含羥基丙烯酸樹脂，該樹脂與多異氰酸酯組份固化形成體型交聯(lián)結(jié)構(gòu)，提高了涂層的物理強度和耐化學(xué)介質(zhì)性。另外在面漆配方設(shè)計時，設(shè)計羥基與異氰酸基的比值超出常規(guī)數(shù)值，以使過量的羥基又可與聚脲表面過量的多異氰酸酯反應(yīng)，使羥基丙烯酸樹脂、多異氰酸酯固化劑與噴涂聚脲材料形成一種穩(wěn)定的化學(xué)鍵結(jié)合。目前對于丙烯酸聚氨酯涂料的報導(dǎo)很多，但對于應(yīng)用于聚脲涂層表面，尤其是能夠參與聚脲表面反應(yīng)的丙烯酸聚氨酯涂料尚未報導(dǎo)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的之一是提供一種羥基丙烯酸聚氨酯樹脂的制備方法。制備的羥基丙烯酸樹脂與多異氰酸酯固化劑交聯(lián)反應(yīng)，形成高柔韌性且耐老化、耐化學(xué)介質(zhì)的熱固型涂層，同時利用雙組份配方中過量的羥基與聚脲表面過量的異氰酸基進一步進行化學(xué)反應(yīng)，提高了整個涂層材料物理和化學(xué)性能。
[0012]本發(fā)明的目的之二是提供一種由羥基丙烯酸聚氨酯樹脂制備的，可用于聚脲表面保護的丙烯酸聚氨酯面漆。解決現(xiàn)有聚脲涂層表面的保護材料保光保色性差，干性慢，與聚脲施工性配套不良的技術(shù)問題。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0014]本發(fā)明的方案之一是:制備一種可與多異氰酸酯固化劑交聯(lián)反應(yīng)的羥基丙烯酸樹脂。
[0015]所述的羥基丙烯酸樹脂，是由(甲基)丙烯酸酯單體在溶液中，在引發(fā)劑作用下通過自由基聚合反應(yīng)合成的數(shù)均分子量在5000-10000的丙烯酸樹脂溶液。其原料按重量百分比配比如下:
[0016]原料名稱產(chǎn)地及規(guī)格重量(％)
[0017]甲基丙烯酸甲酯國產(chǎn)，工業(yè)級 10-30
[0018]丙烯酸烷酯國產(chǎn)，工業(yè)級 10-40
[0019]丙烯酸國產(chǎn)，工業(yè)級 0.5-1.0
[0020]丙烯酸羥烷酯國產(chǎn)，工業(yè)級 5-15
[0021]溶劑國產(chǎn)，工業(yè)級 40-60
[0022]引發(fā)劑I國產(chǎn)，試劑級 0.5-1.0
[0023]引發(fā)劑2國產(chǎn)，試劑級 2-5
[0024]所述的丙烯酸烷酯是丙烯酸丁酯與丙烯酸異辛酯按1:0~I的混合物
[0025]所述的丙烯酸羥烷酯是丙烯酸羥丙酯或丙烯酸羥乙酯
[0026]所述的溶劑是二甲苯與醋酸丁酯按1:1的混合物
[0027]所述的引發(fā)劑I是過氧化二苯甲酰或偶氮二異丁晴
[0028]所述的引發(fā)劑2是過氧化二苯甲?；蚺嫉惗∏缭诙妆?、醋酸丁酯按1:1的混合物中的溶液
[0029]所述的羥基丙烯酸樹脂的制備方法，包括以下合成工藝:
[0030]反應(yīng)釜中加入溶劑，邊攪拌邊加熱至120°C，均勻滴加由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸烷酯、丙烯酸、丙烯酸羥烷酯和引發(fā)劑I組成的混合液，2小時內(nèi)滴完，120°C保溫2小時。分兩次滴加引發(fā)劑2，間隔30分鐘，每次15分鐘滴完，120°C保溫1-2小時，減壓蒸餾除水I小時，降溫至40°C出料，得到透明水白色樹脂溶液。[0031]所述的多異氰酸酯固化劑，是選自國產(chǎn)或進口的HDI縮二脲或HDI三聚體的一種或二者的混合物溶液。如拜耳的N75、N3375。
[0032]所述的羥基丙烯酸樹脂與多異氰酸酯固化劑的配比滿足:羥基與異氰酸基當(dāng)量比為 1.0 ~1.5:1。
[0033]本發(fā)明的方案之二是制備可用于聚脲表面保護的丙烯酸聚氨酯面漆。這種面漆由A、B兩組份組成并配合使用。
[0034]A組分的特征在于主要包括上述的羥基丙烯酸樹脂，還包括顏填料、助劑和適量稀釋劑。各組分按重量百分比配比如下:
[0035]
【權(quán)利要求】
1.一種羥基丙烯酸樹脂，其特征在于，按重量百分比，由以下組分制備而成:甲基丙烯酸甲酯10-30%，丙烯酸烷酯10-40%，丙烯酸0.5-1.0%，丙烯酸羥烷酯5_15%，溶劑40_60%，弓丨發(fā)劑 10.5-1.0%，引發(fā)劑 22-5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的羥基丙烯酸樹脂，其特征在于，所述的丙烯酸烷酯是丙烯酸丁酯與丙烯酸異辛酯按1:0~I的混合物，所述的丙烯酸羥烷酯是丙烯酸羥丙酯或丙烯酸羥乙酯，所述的溶劑是二甲苯與醋酸丁酯按1:1的混合物，所述的引發(fā)劑I是過氧化二苯甲?；蚺嫉惗∏?，所述的引發(fā)劑2是過氧化二苯甲?；蚺嫉惗∏缭诙妆健⒋姿岫□ブ邪?:1的混合物中的溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的羥基丙烯酸樹脂的制備方法，其特征在于，包括下列步驟:反應(yīng)釜中加入溶劑，邊攪拌邊加熱至120°C，均勻滴加由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸烷酯、丙烯酸、丙烯酸羥烷酯和引發(fā)劑I組成的混合液，2小時內(nèi)滴完，120°C保溫2小時；分兩次滴加引發(fā)劑2，間隔30分鐘，每次15分鐘滴完，120°C保溫1-2小時，減壓蒸餾除水I小時，降溫至40°C出料，得到透明水白色羥基丙烯酸樹脂溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的羥基丙烯酸樹脂，其特征在于，所述的羥基丙烯酸樹脂可與多異氰酸酯固化劑進行交聯(lián)反應(yīng)，配比滿足羥基與異氰酸基當(dāng)量比為1.0~1.5:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的羥基丙烯酸樹脂，其特征在于，所制得的羥基丙烯酸樹脂數(shù)均分子量為5000-10000。
6.一種使用權(quán)利要求1所述的羥基丙烯酸樹脂制備的用于聚脲涂層的快干耐侯保護面漆，其特征在于，由A、B兩組份組成。 A組分按重量百分比配比 如下: 組成重景(％)
1--國?酸樹腦50~80 顏填料5~15 消泡劑0.1-0.5 流平助劑0.1~I 潤濕分散劑0.5~I 防沉助劑I~3 稀釋劑20~50 B組分為多異氰酸酯固化劑，以及無水的醋酸丁酯或乙二醇乙醚醋酸酯的混合物，多異氰酸酯固化劑與醋酸丁酯或乙二醇乙醚醋酸酯按1:0.5~1.0重量配比制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于聚脲涂層的快干耐侯保護面漆，其特征在于，Α、B組分按重量比為8~10:1均勻混合配置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于聚脲涂層上的快干耐侯保護面漆，其特征在于，所述的顏填料包括具有耐光性的金紅石型鈦白粉、氧化鐵紅、中鉻黃、鋁粉、耐光7級以上的有機顏料以及氣相二氧化硅、Al2O3微粉。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于聚脲涂層上的快干耐侯保護面漆，其特征在于，所述消泡劑為BYK-065、BYK-077中的一種或兩種；所述流平劑為BYK-306、海明斯Levaslip466中的一種或兩種；所述潤濕分散劑為BYK-P104S、BYK-110、海明斯Disponer928中的一種或幾種；所述防沉劑為海明斯DeuRhe0229、BENGEL424中的一種或兩種；所述的稀釋劑為二甲苯、醋酸丁酯和環(huán)己酮按2:1:1~3重量份配置的混合溶劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于聚脲涂層的快干耐侯保護面漆的制備方法，其特征在于，按所述配比關(guān)系將上述羥基丙烯酸樹脂、顏填料、消泡劑、流平助劑、潤濕分散劑、防沉助劑和稀釋劑攪拌均勻，然后用砂磨機研磨至20~30 μ m,濾網(wǎng)過濾，計量包裝，配制得到A組分；然后將多異氰酸酯固化劑與醋酸丁酯或乙二醇乙醚醋酸酯按1: 0.5~1.0配比，制成B組分；A、B組分按重量比為8~ 10:1均勻混合配置。
【文檔編號】C09D175/04GK103483527SQ201310351429
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月13日
【發(fā)明者】孫春龍, 關(guān)迎東, 李海燕, 郭常青, 陳酒姜, 楊凱, 張世珍, 王紅 申請人:海洋化工研究院有限公司