[发明专利]环境友好型水性涂料

说明书

技术领域

本发明属于一种环境友好型水性涂料，属于石油化工类技术领域。

背景技术

水性涂料是以水为溶剂的一类环境友好型涂料产品,其安全无毒、节约资源、保护环境等优点是溶剂型涂料不可比拟的,特别是近年来原油价格上涨,导致各地油性涂料价格被迫提升,在一定程度上推动了水性涂料的发展,使其逐渐取代了溶剂型涂料。

2010年我国涂料产量已经接近一千万吨,成为全球涂料生产、消费第一大国,然而,其中绝大部分为溶剂型涂料,含有大量的有机溶剂,这些挥发性有机化合物VOC(Volatile Organic Compound)在涂料生产、施工、固化过程中会排放到大气中,造成污染。目前,涂料已经成为继汽车尾气之后排放到大气中VOC量第二大的空气污染源。

随着环境保护要求的进一步提高,我国相继制定了若干政策以减少涂料VOC的排放:2006年出台《中国涂料行业“十一五”科技创新发展纲要》、2010年执行《室内装饰装修材料水性木器涂料中有害物质限量》(GB/T24410-2009)、汽车涂料中有害物质限量(GB24409-2009),以及环保部制定的《环境标志产品技术要求水性涂料》(HJ/T201-2005)等,这些政策的制定为进一步实现涂料的有效利用和节约资源,减少涂料在生产、使用过程中对环境和人体健康的影响提供了法律依据。

涂料的水性化是降低其VOC含量最有效最理想的方法。目前,由于大部分水性涂料仍存在溶剂或成膜助剂含量较多、成膜速度较慢、耐水性、耐溶剂污渍性能较差等缺陷我国水性涂料占涂料产量的比例还不足10%，因此具有极大的发展空间。

发明内容

随着各国环保法规的健全和人们环保意识的增强,传统溶剂型聚氨酯涂料中的VOC排放量受到愈来愈严格的限制。幵发低毒、无味、节能、环保的水性涂料成为涂料技术发展的主要方向。目前,常见的水性涂料品种主要有:水性丙稀酸酷涂料、环氧树脂涂料、聚氨酯涂料等。其中,水性聚氨酯涂料具有硬度高、附着力强、耐腐蚀、耐溶剂好、VOC含量低等优点,符合发展涂料工业的“三前提”(耗能低、无污染、省资源)和“四E原则”(ECONOMY,EFFICIENCY,ECOLOGY,ENERGY)。然而,由于单组分的该类涂料自增稠性差、固含量低,其涂膜耐水性差、光泽性较低,目前在许多场合使用的该类涂料主要是双组分型-I-环境友好型水性涂料的制备与研究的。

双组分水性聚氨酯涂料具有单组分不可比拟的优点,尤其是省能源(常温自干)、低污染(游离单体含量低)、高交联密度等特点,其装饰性耐化学品性均优良,完全符合未来涂料的发展趋势。双组分水性聚氨酯涂料由含异氰酸酷基的固化剂(组分A)和含经基的水性多元醇(组分B)组成。组分A预聚体必须具有较低的黏度,能在水中迅速的被分散,利于改善产品的涂布性能,有低挥发性及稳定性；组分B水性多元醇包括丙稀酸多元醇，聚醋多元醇,聚氨酷或醇酸多元醇,也可是上述两种或更多的杂化混合物,具有类似乳化剂或保护胶体的作用,以便于组分A在水中的分散。施工时,将两个组分按照一定配比混合在一起,其成膜过程可分为3个阶段:第一阶段:干燥。涂料中少量有机溶剂和水挥发,分散体粒子被挤压在一起；第二阶段:成膜。在挥发较慢的成膜溶剂作用下,粒子开始变形,形成透明漆膜；第三阶段:固化。多异氰酸酯与经基组分和水的反应继续进行直到多异氰酸酷完全消耗,涂料完全固化。

本品的质量份配比范围为：醋酸丁酷20-90，二正丁胺,40-90，二甲苯20-90、溴甲般绿指示剂10-20，盐酸30-80，乙醇溶液20-70,氯化钾溶液(饱和)30-90,3.5%的氯化钠溶液40-100,己二异氰酸酯30-50，脂肪族聚异氰酸醋30-80,有机秘30-80，有机锌20-30，有机秘20-60。

具体实施方式

在装有温度计、回流冷凝管、电动搅拌器、滴液漏斗的四口烧瓶中,先加入丙二醇甲醚醋酸酷(PMA)及100^#溶剂油,通氮气,加热至回流温度,将混合单体(甲基丙稀酸甲酷、苯乙稀、甲基丙稀酸异冰片醋、两稀酸丁酷、丙稀酸轻丙酷、丙稀酸)、链转移剂C₁₂SH和引发剂的混合液在2小时左右恒速滴入,滴完后保温1小时补加引发剂,当转化率达到要求后抽除部分溶剂降温至5℃加入适量的N,N-二甲基乙醇胺进行中和反应,然后边加去离子水边搅伴分散制得。制得的经基丙稀酸分散体的轻基含量(按固体计)为4.1%,黏度约2000-2500mPa.s(23℃),固含量约为40-42%,玻璃化温度约6℃。

室温下将少量催化剂加入经基丙稀酸树脂水分散体中分散均勾放置,按NCO/OH为1.2:1加入固化剂,边搅拌边加水调整至涂布點度,加少量消泡剂并搅拌均匀后涂布在玻璃板和马口铁板上。