本發(fā)明涉及涂料，具體為一種水性雙組份聚氨酯涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、水性聚氨酯涂料因其具有較好的環(huán)保性能、裝飾性、耐磨性、防腐蝕等性能，廣泛應用于木器、塑料等表面涂裝中，但是聚氨酯涂料主要依靠氫鍵和范德華等作用力與基材結(jié)合在一起，但是隨著使用過程中，會受到雨水的侵蝕，因此涂料的附著力明顯下降。并且聚氨酯涂料的極限氧指數(shù)較低，具有易燃的效果，因此需要對聚氨酯涂料的附著力性能以及阻燃性能進行改造，以擴大其應用范圍。

2、如申請公布號為cn?104046224?a的專利公開了一種阻燃性水性聚氨酯涂料的制備方法，該發(fā)明以10-(2，5-二羥基苯基)-9,10-二氫-9-氧雜-10-膦菲-10-氧化物、六亞甲基二異氰酸酯等為原料，制備得到聚氨酯預聚體，進一步制備得到聚氨酯涂料，制備得到的聚氨酯涂料具有較好的阻燃效果以及力學性能，但是并沒有改善聚氨酯涂料的附著力。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供了一種水性雙組份聚氨酯涂料及其制備方法，具備阻燃效果好以及附著力強的有點。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種水性雙組份聚氨酯涂料，所述水性雙組份聚氨酯涂料由如下質(zhì)量百分比的組分組成：40-55％的改性羥基聚丙烯酸酯分散體、10-20％的含磷多異氰酸酯、0.4-0.6％的消泡劑、0.6-1％的流平劑、1.5-3％的成膜助劑、余量為去離子水，以上組分的百分比之和為100％；

3、所述水性雙組份聚氨酯涂料的制備方法如下：

4、將改性羥基聚丙烯酸酯分散體加入至調(diào)漆缸中，向其中加入消泡劑、流平劑、成膜助劑、去離子水，攪拌分散20-50min，再向其中加入含磷多異氰酸酯，繼續(xù)攪拌20-40min，過濾，得到水性雙組份聚氨酯涂料。

5、進一步地，所述改性羥基聚丙烯酸酯分散體的制備方法為：

6、(1)、在氮氣條件下，將二烯丙基胺、3-異氰酸丙基三乙氧基硅烷加入裝有至四氫呋喃溶劑的燒瓶中，攪拌分散，升溫至45-60℃，反應2-5h，反應結(jié)束后，減壓蒸除溶劑，去離子水洗滌，干燥，得到雙烯基硅烷；

7、(2)、將乳化劑、碳酸氫鈉加入至裝有去離子水的燒瓶中，攪拌混合均勻，向其中加入甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、雙烯基硅烷，攪拌混合均勻，再向其中加入過硫酸鉀，升溫至80℃，反應20-40min，向其中加入二甲基乙醇胺中和劑，控制ph為7-8，升溫至85℃，熟化2-3h，降溫出料，過濾，得到改性羥基聚丙烯酸酯分散體。

8、更進一步地，所述(1)中，二烯丙基胺、3-異氰酸丙基三乙氧基硅烷的用量比為100g:(250-300)g。

9、更進一步地，所述(2)中，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、雙烯基硅烷的用量比為100g:(50-150)g:(30-60)g。

10、更進一步地，所述(2)中，乳化劑為十二烷基苯二苯醚二磺酸鈉，乳化劑的用量為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、雙烯基硅烷總質(zhì)量的3-6％；過硫酸鉀的用量為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、雙烯基硅烷總質(zhì)量的2-5％；碳酸氫鈉的用量為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、雙烯基硅烷總質(zhì)量的1-3％。

11、進一步地，所述含磷多異氰酸酯的制備方法為：

12、s1、將季戊四醇二磷酸酯二磷酰氯加入至30％的丙酮水溶液中，攪拌混合均勻，于0-10℃，向其中加入三羥甲基氨基甲烷、三乙胺，攪拌反應2-5h，繼續(xù)升溫至50-60℃，反應6-12h，反應結(jié)束后，冷卻至室溫，旋蒸，氯仿洗滌，干燥，得到含磷六元醇；

13、s2、在氮氣條件下，將含磷六元醇、異佛爾酮二異氰酸酯加入至裝有四氫呋喃溶劑的燒瓶中，攪拌分散，再向其中加入二月桂酸二丁基錫，于40-50℃，反應3-6h，反應結(jié)束后，旋蒸，去離子水洗滌，干燥，得到含磷多異氰酸酯。

14、更進一步地，所述s1中，季戊四醇二磷酸酯二磷酰氯、三羥甲基氨基甲烷、三乙胺的用量比為100g:(80-120)g:(200-240)g。

15、更進一步地，所述s2中，含磷六元醇、異佛爾酮二異氰酸酯的用量比為100g:(280-340)g。

16、更進一步地，所述s2中，二月桂酸二丁基錫的用量是含磷六元醇、異佛爾酮二異氰酸酯總質(zhì)量的0.02-0.1％。

17、反應機理：本發(fā)明以二烯丙基胺、3-異氰酸丙基三乙氧基硅烷為原料，合成得到雙烯基硅烷，再將其與甲基丙烯酸甲酯等在過硫酸鉀的引發(fā)下，共聚合成改性羥基聚丙烯酸酯分散體。本發(fā)明利用季戊四醇二磷酸酯二磷酰氯、三羥甲基氨基甲烷、異佛爾酮二異氰酸酯等為原料，合成得到含磷多異氰酸酯。最后向改性羥基聚丙烯酸酯分散體中加入消泡劑、去離子水等，攪拌混合均勻，再向其中加入含磷多異氰酸酯，攪拌分散，得到水性雙組份聚氨酯涂料。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

19、本發(fā)明經(jīng)過一系列反應制備得到的改性羥基聚丙烯酸脂分散體其中含有較多的硅氧烷基團，其水解后生成的-si-oh基團可以與基材表面結(jié)合，顯著提高涂膜在基材表面的附著力，并且硅氧烷基團可水解縮合成si-o-si結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生加強的交聯(lián)作用，增加涂膜的耐水性能。

20、本發(fā)明制備得到的含磷多異氰酸酯其結(jié)構(gòu)新穎，制備方法簡單，其中含有阻燃性元素，將其與含硅的改性羥基聚丙烯酸酯分散體進行結(jié)合，制備得到的聚氨酯涂料具有較好的阻燃性能。此外由于含磷多異氰酸酯含有六異氰酸酯結(jié)構(gòu)，與改性羥基聚丙烯酸酯分散體進行結(jié)合時，能夠產(chǎn)生較多的化學、物理交聯(lián)位點，進一步增強聚氨酯涂料的力學性能。本發(fā)明制備得到的聚氨酯涂料具有較好的阻燃性能、附著力以及力學性能。

技術(shù)特征：

1.一種水性雙組份聚氨酯涂料，其特征在于，所述水性雙組份聚氨酯涂料由如下質(zhì)量百分比的組分組成：40-55％的改性羥基聚丙烯酸酯分散體、10-20％的含磷多異氰酸酯、0.4-0.6％的消泡劑、0.6-1％的流平劑、1.5-3％的成膜助劑、余量為去離子水，以上組分的百分比之和為100％；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性雙組份聚氨酯涂料，其特征在于，所述改性羥基聚丙烯酸酯分散體的制備方法為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水性雙組份聚氨酯涂料，其特征在于，所述(1)中，二烯丙基胺、3-異氰酸丙基三乙氧基硅烷的用量比為100g:(250-300)g。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水性雙組份聚氨酯涂料，其特征在于，所述(2)中，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、雙烯基硅烷的用量比為100g:(50-150)g:(30-60)g。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水性雙組份聚氨酯涂料，其特征在于，所述(2)中，乳化劑為十二烷基苯二苯醚二磺酸鈉，乳化劑的用量為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、雙烯基硅烷總質(zhì)量的3-6％；過硫酸鉀的用量為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、雙烯基硅烷總質(zhì)量的2-5％；碳酸氫鈉的用量為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、雙烯基硅烷總質(zhì)量的1-3％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性雙組份聚氨酯涂料，其特征在于，所述含磷多異氰酸酯的制備方法為：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水性雙組份聚氨酯涂料，其特征在于，所述s1中，季戊四醇二磷酸酯二磷酰氯、三羥甲基氨基甲烷、三乙胺的用量比為100g:(80-120)g:(200-240)g。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水性雙組份聚氨酯涂料，其特征在于，所述s2中，含磷六元醇、異佛爾酮二異氰酸酯的用量比為100g:(280-340)g。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水性雙組份聚氨酯涂料，其特征在于，所述s2中，二月桂酸二丁基錫的用量是含磷六元醇、異佛爾酮二異氰酸酯總質(zhì)量的0.02-0.1％。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種水性雙組份聚氨酯涂料及其制備方法，本發(fā)明以二烯丙基胺、3?異氰酸丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酸甲酯等為原料，合成改性羥基聚丙烯酸酯分散體，利用季戊四醇二磷酸酯二磷酰氯、三羥甲基氨基甲烷、異佛爾酮二異氰酸酯等為原料，合成得到含磷多異氰酸酯。向改性羥基聚丙烯酸酯分散體中加入消泡劑、去離子水等，攪拌混合均勻，再向其中加入含磷多異氰酸酯，攪拌分散，得到水性雙組份聚氨酯涂料。本發(fā)明制備得到的聚氨酯涂料具有較好的阻燃性能、干濕附著力以及力學性能。

技術(shù)研發(fā)人員：周剛,儲一,田業(yè)民,周帥,孫吉,周新蓮
受保護的技術(shù)使用者：安徽佳景美新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10