| 专利名称： | 一种水性聚氨酯高光2K涂料及其制备方法 | ||
| 专利名称(英文)： | A water-based polyurethane high light 2K coating and method for preparing same | ||
| 专利号： | CN201610185883.7 | 申请时间： | 20160329 |
| 公开号： | CN105802463A | 公开时间： | 20160727 |
| 申请人： | 株洲市九华新材料涂装实业有限公司 | ||
| 申请地址： | 412000 湖南省株洲市石峰区田心高科园 | ||
| 发明人： | 刘跃华 | ||
| 分类号： | C09D175/04; C09D7/12; C08G18/62 | 主分类号： | C09D175/04 |
| 代理机构： | 株洲市奇美专利商标事务所 43105 | 代理人： | 肖美哲 |
| 摘要： | 本发明涉及一种水性聚氨酯高光2K涂料及制备方法，它包括基础涂料和交联剂两部分，基础涂料由聚丙烯酸多元醇分散体为成膜物，颜料，助剂，水组成；交联剂为水溶性的多异氰酸酯。本水性涂料是一种低VOC和低毒性的涂料，施工无火灾危险，通过基础涂料和交联剂两部分混合交联成膜，能够对铁路机车，轨道交通，工程机械，钢结构，水泥桥墩等起到很好保护作用，该涂料主要用途对轨道交通，工程机械，汽车的外表涂层起装饰性作用，其最重要的特点在于其用水做稀释剂，相对溶剂型涂料在喷涂时需加30％～40％的有机溶剂，而本涂料用水做稀释剂，在喷涂过程中大大降低VOC的排放量，是一种环境友好型涂料。 | ||
| 摘要(英文)： | The present invention relates to an aqueous polyurethane high light 2K coating and its preparation method, which comprises the two part based coating and cross-linking agent, polyacrylic acid-based paint is dry as polyol dispersion, pigment, additive, water; water-soluble cross-linking agent is polyisocyanate. The aqueous coating is a low VOC coating and low toxicity, construction without fire danger, the base coating and cross-linking agent mixed into the two parts, can be to the railway locomotive, rail traffic, engineering machinery, steel structure, a cement bridge pier good protective action, such as, the coating mainly uses to track traffic, engineering machinery, an outer coating of the automobile a decorative function, its most important is characterized in that the water as diluent, the relative solvent based coating needed to be 30% - 40% of the organic solvent, the coating using water as diluent, during the process of spraying is greatly reduced emissions of VOC, is an environment-friendly coating. | ||
1.一种的水性聚氨酯高光2K涂料的制备方法，其特征在于所述 的水性聚氨酯高光2K涂料包括基础涂料和交联剂两部分，它由以下 原料和步骤制成： (1)、所述的该水性聚氨酯高光2K涂料中的基础涂料各原料的 重量配比为： 上述各组份两端点之间任意取值； 其中， 成膜物为聚丙烯酸多元醇分散体； 颜料包括各色有机和无机颜料； 分散剂为含颜料亲和基团聚合物溶液； 消泡剂聚醚硅氧烷共聚物乳液； 润湿剂为非离子表面活性剂； 流变助剂为非离子聚氨酯增稠剂； 流平剂水性丙烯酸流平剂； 稀释剂为去离子水； (2)、所述的水性聚氨酯高光2K涂料中的交联剂的重量配比为： 交联剂15～25份， 该交联剂为水溶性的多异氰酸酯树脂； (3)、所述的该水性聚氨酯高光2K涂料中的基础涂料:交联剂 ＝100:15～25； 所述的各步骤为： (一)水性聚氨酯高光2K涂料中的基础涂料的制备： (1)、搅拌：按上述重量配比，先将1/3消泡剂，分散剂和部分 稀释剂原料混合投入分散机内进行低速搅拌，低速搅拌转速为300转 /分钟，搅拌分散时间为5分钟，得到第一次混合液；再按重量配比， 将着色颜料与第一次混合液进行高速搅拌分散均匀，高速搅拌转速为 800转/分钟，搅拌时间为5分钟，得到第二次混合液；然后按重量 配比，将聚丙烯酸多元醇分散体与第二次混合液进行低速搅拌分散均 匀，低速搅拌转速为300转/分钟，搅拌分散时间为20分钟，得到第 三次混合液； (2)、研磨：采用气泵将第三次混合液泵入研磨机中研磨，研磨 至细度≤20μm出料； (3)调浆：研磨的浆料按重量比，将剩余的消泡剂，润湿剂， 流平剂，流变助剂，水混合分散均匀，用塑料桶包装待用； (二)交联剂为水溶性的多异氰酸酯，用塑料桶包装，待用； (三)水性聚氨酯高光2K涂料的制备：在使用时，将基础涂料与 交联剂(水溶性的多异氰酸酯)按上述重量比进行混合，即基础涂料: 交联剂＝100:15～25；二组份混合均匀，既成水性聚氨酯高光2K涂料。
2.如权利要求1所述的方法制备的一种水性聚氨酯高光2K 涂料。
1.一种的水性聚氨酯高光2K涂料的制备方法，其特征在于所述 的水性聚氨酯高光2K涂料包括基础涂料和交联剂两部分，它由以下 原料和步骤制成： (1)、所述的该水性聚氨酯高光2K涂料中的基础涂料各原料的 重量配比为： 上述各组份两端点之间任意取值； 其中， 成膜物为聚丙烯酸多元醇分散体； 颜料包括各色有机和无机颜料； 分散剂为含颜料亲和基团聚合物溶液； 消泡剂聚醚硅氧烷共聚物乳液； 润湿剂为非离子表面活性剂； 流变助剂为非离子聚氨酯增稠剂； 流平剂水性丙烯酸流平剂； 稀释剂为去离子水； (2)、所述的水性聚氨酯高光2K涂料中的交联剂的重量配比为： 交联剂15～25份， 该交联剂为水溶性的多异氰酸酯树脂； (3)、所述的该水性聚氨酯高光2K涂料中的基础涂料:交联剂 ＝100:15～25； 所述的各步骤为： (一)水性聚氨酯高光2K涂料中的基础涂料的制备： (1)、搅拌：按上述重量配比，先将1/3消泡剂，分散剂和部分 稀释剂原料混合投入分散机内进行低速搅拌，低速搅拌转速为300转 /分钟，搅拌分散时间为5分钟，得到第一次混合液；再按重量配比， 将着色颜料与第一次混合液进行高速搅拌分散均匀，高速搅拌转速为 800转/分钟，搅拌时间为5分钟，得到第二次混合液；然后按重量 配比，将聚丙烯酸多元醇分散体与第二次混合液进行低速搅拌分散均 匀，低速搅拌转速为300转/分钟，搅拌分散时间为20分钟，得到第 三次混合液； (2)、研磨：采用气泵将第三次混合液泵入研磨机中研磨，研磨 至细度≤20μm出料； (3)调浆：研磨的浆料按重量比，将剩余的消泡剂，润湿剂， 流平剂，流变助剂，水混合分散均匀，用塑料桶包装待用； (二)交联剂为水溶性的多异氰酸酯，用塑料桶包装，待用； (三)水性聚氨酯高光2K涂料的制备：在使用时，将基础涂料与 交联剂(水溶性的多异氰酸酯)按上述重量比进行混合，即基础涂料: 交联剂＝100:15～25；二组份混合均匀，既成水性聚氨酯高光2K涂料。
2.如权利要求1所述的方法制备的一种水性聚氨酯高光2K 涂料。
翻译：技术领域
本发明涉及一种水性聚氨酯高光2K涂料及其制备方法，该涂 料的主要作用是对轨道交通，工程机械，汽车的外表涂层起装饰 性作用，采用去离子水代替有机溶剂做稀释剂，减少涂料在施工 过程中对环境的污染，节约资源。
背景技术
传统的溶剂型涂料中的溶剂含量常在40﹪以上，有的涂料如 硝基漆在施工时的溶剂含量高达80％，汽车涂装的溶剂型金属色 漆溶剂含量高达85％，据统计，由于有机溶剂造成的大气污染的 90％来源于涂料和油墨中使用的溶剂，我国2010年溶剂型涂料的 产量为700多万吨，其中VOC的排量在300万吨左右。VOC在太 阳光的作用下会发生许多化学反应，形成毒性更大的二次污染物， 如臭氧、醛类、过氧乙酰硝酸酯等。有这些氮氧化合物、烃类化 合物及其光化学反应的中间产物等所组成的特殊混合物即为光化 学烟雾，臭氧的产生是光化学烟雾的标志。由此可见涂料中VOC 的排放已成为迫切需要解决的重要污染物。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种用水来代替有机溶 剂，降低VOC的排放量的水性聚氨酯高光2K涂料的制备方法。
本发明的技术方案：一种水性聚氨酯高光2K涂料制备方法，其 主要特征在于所述的水性聚氨酯高光2K涂料包括基础涂料和交联剂 两部分，它由以下原料和步骤制成：
(1)、所述的该水性聚氨酯高光2K涂料中的基础涂料各原料的 重量配比为：
上述各组份两端点之间任意取值；
其中，
成膜物为聚丙烯酸多元醇分散体；
颜料包括各色有机和无机颜料；
分散剂为含颜料亲和基团聚合物溶液；
消泡剂聚醚硅氧烷共聚物乳液；
润湿剂为非离子表面活性剂；
流变助剂为非离子聚氨酯增稠剂；
流平剂水性丙烯酸流平剂
稀释剂为去离子水；
(2)、所述的水性聚氨酯高光2K涂料中的交联剂的重量配比为：
交联剂15～25份；
该交联剂为水溶性的多异氰酸酯；
(3)、所述的该水性聚氨酯高光2K涂料基础涂料:交联剂＝100:15～ 25；
所述的各步骤为：
(一)水性聚氨酯高光2K涂料的基础涂料的制备：
(1)、搅拌：按上述重量配比，先将1/3消泡剂，分散剂和部分 稀释剂原料混合投入分散机内进行低速搅拌，低速搅拌转速为300转 /分钟，搅拌分散时间为5分钟，得到第一次混合液；再按重量配比， 将着色颜料与第一次混合液进行高速搅拌分散均匀，高速搅拌转速为 800转/分钟，搅拌时间为5分钟，得到第二次混合液；然后按重量 配比，将聚丙烯酸多元醇分散体与第二次混合液进行低速搅拌分散均 匀，低速搅拌转速为300转/分钟，搅拌分散时间为20分钟，得到第 三次混合液；
(2)、研磨：采用气泵将第三次混合液泵入研磨机中研磨，研磨 至细度≤20μm出料；
(3)调浆：研磨的浆料按重量比，将剩余的消泡剂，润湿剂， 流平剂，流变助剂，水混合分散均匀，用塑料桶包装待用；
(二)交联剂为水溶性的多异氰酸酯，用塑料桶包装，待用；
(三)水性聚氨酯高光2K涂料的制备：在使用时，将基础涂料与 水溶性的多异氰酸酯按上述重量比进行混合，即基础涂料:交联剂 ＝100:15～25；二组份混合均匀，既成水性聚氨酯高光2K涂料。
通过上述方法制备得到一种水性聚氨酯高光2K涂料。
本发明所涉及的水性聚氨酯高光2K涂料主要作用机理是：聚氨 酯体系的固化机理是通过水的蒸发，聚氨酯多元醇分散体粒子聚结， 交联剂的扩散，聚氨酯多元醇分散体粒子与交联剂交联固化过程。
本发明所涉及的水性聚氨酯高光2K涂料由去离子水代替传统的 溶剂型涂料中有机溶剂作稀释剂，达到减少有机溶剂的挥发，来降低 涂料施工过程中对大气的污染。
本发明水性聚氨酯高光2K涂料所涉及的采用聚氨酯多元醇分散 体，通过聚氨酯多元醇分散体和水溶性的多异氰酸酯交联形成涂膜， 利用聚氨酯特性:(1)改进涂膜的物理机械性能，增加交联密度，提 高涂膜的致密性，增加硬度和柔韧性,(2)改进涂膜耐水性能。(3)改 进涂膜阻燃性。(4)灭菌清污性。(5)改进耐候性。
综上所述,本发明是一种低VOC和低毒性的涂料，施工无火灾危 险，通过基础涂料和交联剂两部分混合交联成膜，能够对铁路机车， 轨道交通，工程机械，钢结构，水泥桥墩等起到很好保护作用，该涂 料主要用途对轨道交通，工程机械，汽车的外表涂层起装饰性作用， 其最重要的特点在于其用水做稀释剂，相对溶剂型涂料在喷涂时需加 30％～40％的有机溶剂，而本涂料用水做稀释剂，在喷涂过程中大大降 低VOC的排放量，是一种环境友好型涂料。
附图说明
附图为水性聚氨酯高光2K涂料生产工艺流程图
具体实施方式
参看上述附图，一种水性聚氨酯高光2K涂料的制备方法，其主 要特征在于所述的水性聚氨酯高光2K涂料包括基础涂料和交联剂两 部分，它由以下原料和步骤制成：
(1)、所述的该水性聚氨酯高光2K涂料中的基础涂料各原料的 重量配比为：
上述各组份两端点之间任意取值；
其中，
成膜物为聚丙烯酸多元醇分散体；
颜料包括各色有机和无机颜料；
分散剂为含颜料亲和基团聚合物溶液；
消泡剂聚醚硅氧烷共聚物乳液；
润湿剂为非离子表面活性剂；
流变助剂为非离子聚氨酯增稠剂；
流平剂水性丙烯酸流平剂
稀释剂为去离子水；
(2)、所述的水性聚氨酯高光2K涂料中的交联剂的重量配比为： 交联剂水溶性的多异氰酸酯15～25份；
交联剂为水溶性的多异氰酸酯；
(3)、所述水性聚氨酯高光2K涂料的基础涂料:交联剂＝100:15～ 25；
所述的各步骤为：
(一)水性聚氨酯高光2K涂料的基础涂料的制备：
(1)、搅拌：按上述重量配比，先将1/3消泡剂，分散剂和部分 水等原料混合投入分散机内进行低速搅拌，低速搅拌转速为300转/ 分钟，搅拌分散时间为5分钟，得到第一次混合液；再按重量配比， 将着色颜料与第一次混合液进行高速搅拌分散均匀，高速搅拌转速为 800转/分钟，搅拌时间为5分钟，得到第二次混合液；然后按重量 配比，将聚丙烯酸多元醇分散体与第二次混合液进行低速搅拌分散均 匀，低速搅拌转速为300转/分钟，搅拌分散时间为20分钟，得到第 三次混合液；
(2)、研磨：采用气泵将第三次混合液泵入研磨机中研磨，研磨 至细度≤20μm出料；
(3)调浆：研磨的浆料按重量比，将剩余的消泡剂，润湿剂， 流平剂，流变助剂，水混合分散均匀，用塑料桶包装待用；
(二)交联剂为水溶性的多异氰酸酯，用塑料桶包装，待用；
三)水性聚氨酯高光2K涂料的制备：在使用时，将基础涂料与交联 剂按上述重量比进行混合，即基础涂料:交联剂＝100:15～25；二组份 混合均匀，既成水性聚氨酯高光2K涂料。
通过上述方法制备得到一种水性聚氨酯高光2K涂料。施工时，添加 去离子水稀释后喷涂在被保护的产品上。
通过上述制备方法得到一种水性聚氨酯高光2K涂料。该涂料的主 要用途是代替传统的溶剂型装饰性涂料，对金属，水泥起到隔离 空气、水蒸气、酸、碱等物质，对底材的腐蚀，达到装饰保护作 用。水作稀释剂，减少VOC排放，节约资源。
本发明技术参数：
本水性聚氨酯高光2K涂料的各原料组分基本状态如下：
所述的成膜物：水性聚丙烯酸多元醇分散体(国产，固含量50％)。
所述颜料：进口或国产有机和无机着色颜料。
所述的分散剂为含颜料亲和基团聚合物溶液(德国迪高，固含量 40％)。
所述的消泡剂为，聚醚硅氧烷共聚物(德国迪高，固含量100％)， 聚硅氧烷混合物(毕克化学，固含量97％)。
所述的流变助剂为非离子聚氨酯缔合型增稠剂液体(德国迪高， 固含量60％)。
所述的流平剂为丙烯酸酯流平剂(法国先创，固含量100％)。
所述的润湿剂为非离子表面活性剂(德国迪高，固含量100％)。
所述的稀释剂为去离子水(自生产)。
以下给出本发明的具体实施列：
实例一
水性聚氨酯高光2K涂料中的基础涂料各原料的重量配比为：
以上基础涂料原料之和为100份，按生产工艺要求步骤投料，分 散，研磨制成成品，过滤并用塑料桶包装。
水性聚氨酯高光2K涂料交联剂的重量配比为17份；
水性聚氨酯高光2K涂料基础涂料:交联剂＝100份:17份进行混合， 施工时，添加去离子水稀释均匀后，即可施工。
实例二
水性聚氨酯高光2K涂料中的基础涂料各原料的重量配比为：
以上基础涂料原料之和为100份，按生产工艺要求步骤投料，分 散，研磨制成成品，过滤并用塑料桶包装。
水性聚氨酯高光2K涂料交联剂的重量配比为19份；
水性聚氨酯高光2K涂料基础涂料:交联剂＝100份:19份进行混合， 施工时，添加去离子水稀释均匀后，即可施工。
实例三
水性聚氨酯高光2K涂料中的基础涂料各原料的重量配比为：
以上基础涂料原料之和为100份，按生产工艺要求步骤投料， 分散，研磨制成成品，过滤并用塑料桶包装。
水性聚氨酯高光2K涂料交联剂的重量配比为21份；
水性聚氨酯高光2K涂料基础涂料:交联剂＝100份:21份进行混 合，施工时，添加去离子水稀释均匀后，即可施工。
