[发明专利]一种用于聚脲涂层的快干耐侯保护面漆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于喷涂聚脲表面的羟基丙烯酸树脂的制备，以及使用该树脂制备的用于喷涂聚脲表面的快干耐候面漆及其制备方法。

背景技术

本发明涉及的面漆是一种专门针对喷涂聚脲弹性涂层（SPUA）的丙烯酸/聚氨酯双组份面漆，与普通的丙烯酸/聚氨酯面漆不同，该面漆除了具有丙烯酸聚氨酯面漆的耐候性和耐介质优点外，其优异的柔韧性以及与聚脲涂层良好的附着力和匹配性是其特性之一，另外与其他聚脲保护面漆不同的是其快干性和易施工性。

丙烯酸树脂因对光的主吸收峰处在太阳光谱范围之外，因此具有极好的耐紫外性，制成的面漆能长期保持原有的光泽及颜色，具有较好的耐酸、碱、盐、油脂的污染及腐蚀性。通过不同单体的选用配合及分子量的控制可制成软弹到玻璃态的不同性能和用途的树脂。

单独采用热塑性丙烯酸树脂制成的面漆，用于喷涂聚脲弹性体表面，可提高喷涂聚脲的耐候性，并且也可通过面漆的高致密性提高其耐水性，但因单组份丙烯酸漆的耐介质性不理想，限制了其应用。

含有羟基的热固性丙烯酸树脂，通过与含有异氰酸基（-NCO）的脂肪族多异氰酸酯预聚物（如HDI缩二脲、HDI三聚体）交联固化，不仅保持了丙烯酸树脂的高耐候性和保光保色性，也因其形成了网状体型结构，使其耐化学介质性能更加优异。

近十多年来在我国开发推广的喷涂聚脲材料是一种高效环保涂层材料，因其快速固化成膜特点以及优良的物理和化学性能，使之广泛应用于建筑防水、运动场防滑、桥梁工程以及化工设备的防腐防护。聚脲材料主要由端氨基聚醚、芳香族二胺扩链剂为活性材料，通过与多异氰酸酯组份(如MDI和液化MDI)进行化学反应而形成，其反应分子式：

其中作为异氰酸组份的MDI(二苯甲烷二多异氰酸酯)在日光照射下易变黄失光，时间一长易粉化和开裂，导致聚脲涂层的保护性能迅速下降。为了提高聚脲涂层材料的耐候性，防止日光老化，需要研制一种既有优良的耐候性，又能与聚脲牢固结合，并且干燥迅速、施工工艺简单的保护面漆。另外在提高聚脲耐候性的同时，又能提高其耐介质性，防止弱酸、碱及油污的侵蚀。

目前普通的丙烯酸/聚氨酯双组份面漆因刚性强，在具有弹性的喷涂聚脲涂层上附着力不高，柔韧性和耐冲击性能更无法与聚脲匹配，一些已在喷涂聚脲材料上应用的聚醚聚氨酯保护面漆也因其干性较慢，保光保色性不理想限制了其在更多领域中的应用。

为了使聚脲材料在户外长期保持稳定的性能，我们改进合成了一种高柔韧性的含羟基丙烯酸树脂，该树脂与多异氰酸酯组份固化形成体型交联结构，提高了涂层的物理强度和耐化学介质性。另外在面漆配方设计时，设计羟基与异氰酸基的比值超出常规数值，以使过量的羟基又可与聚脲表面过量的多异氰酸酯反应，使羟基丙烯酸树脂、多异氰酸酯固化剂与喷涂聚脲材料形成一种稳定的化学键结合。目前对于丙烯酸聚氨酯涂料的报导很多，但对于应用于聚脲涂层表面，尤其是能够参与聚脲表面反应的丙烯酸聚氨酯涂料尚未报导。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种羟基丙烯酸聚氨酯树脂的制备方法。制备的羟基丙烯酸树脂与多异氰酸酯固化剂交联反应，形成高柔韧性且耐老化、耐化学介质的热固型涂层，同时利用双组份配方中过量的羟基与聚脲表面过量的异氰酸基进一步进行化学反应，提高了整个涂层材料物理和化学性能。

本发明的目的之二是提供一种由羟基丙烯酸聚氨酯树脂制备的，可用于聚脲表面保护的丙烯酸聚氨酯面漆。解决现有聚脲涂层表面的保护材料保光保色性差，干性慢，与聚脲施工性配套不良的技术问题。

本发明的技术方案如下：

本发明的方案之一是：制备一种可与多异氰酸酯固化剂交联反应的羟基丙烯酸树脂。

所述的羟基丙烯酸树脂，是由（甲基）丙烯酸酯单体在溶液中，在引发剂作用下通过自由基聚合反应合成的数均分子量在5000-10000的丙烯酸树脂溶液。其原料按重量百分比配比如下：

原料名称          产地及规格     重量（%）

甲基丙烯酸甲酯    国产，工业级    10-30

丙烯酸烷酯        国产，工业级    10-40

丙烯酸            国产，工业级    0.5-1.0

丙烯酸羟烷酯      国产，工业级    5-15

溶剂              国产，工业级    40-60

引发剂1           国产，试剂级    0.5-1.0