[发明专利]水性涂料用聚氨酯乳液及其制备方法在审
申请号: | 201510854619.3 | 申请日: | 2015-11-30 |
公开(公告)号: | CN105419613A | 公开(公告)日: | 2016-03-23 |
发明(设计)人: | 何晨旭 | 申请(专利权)人: | 何晨旭;宿迁嵘锦信息科技有限公司 |
主分类号: | C09D175/08 | 分类号: | C09D175/08;C09D7/12;C08G18/48;C08G18/76 |
代理公司: | 南京经纬专利商标代理有限公司 32200 | 代理人: | 李纪昌 |
地址: | 223700 江苏省宿*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 水性 涂料 聚氨酯 乳液 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明属于工业乳液领域,具体涉及一种水性涂料用聚氨酯乳液及其制备方法。
背景技术
溶剂型涂料,由于使用大量挥发性有机化合物(VOC)作溶剂,使用时溶剂挥发到空气中,不仅污染环境,而且浪费资源,已引起社会的广泛关注。随着人民生活水平的提高,人民对环境、安全、健康、可持续发展、节能减排和清洁生产的关注度进一步提高,各国环保法规要求的进一步严格,水性涂料取代溶剂型涂料势在必行。在此背景下,各类溶剂型涂料的水性化研究越来越受到人们的高度重视,水性涂料以水代替有机溶剂,使用安全、无毒,保障了生产和施工人员的身体健康,消除了有机溶剂对环境的污染,即节约石油资源,又避免了挥发性有机化合物对大气的污染,达到保护生态环境的目的,因此开发水性涂料是未来涂料工业的发展方向。水性涂料的质量和环保性能取决于聚合物乳液的性能,因此,水性涂料的关键技术是高性能聚合物乳液的开发及产业化应用。
水性聚氨酯涂料以水为溶剂,具有无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点,以其耐久性和耐化学性而著名,深受广大建筑涂料生产厂家的青睐。但是目前大多数国内企业是直接购买国外进口的聚氨酯乳液来配制水性工业涂料,较少开发高性能聚氨酯乳液,或者虽已开发聚氨酯乳液,其性能尚不能达到工业涂料的性能要求,仍存在一些问题:水分散体聚氨酯涂膜的耐水性、耐热性和光泽性较差,严重地限制了其使用的范围。由于其性能不如国外的产品,缺乏市场竞争力,因此急需研制出一种高性能的聚氨酯乳液。
发明内容
本发明的目的提供一种耐水性、耐热性和光泽性好的水性涂料用聚氨酯乳液及其制备方法。
本发明的技术方案为:水性涂料用聚氨酯乳液,按重量份计,该乳液由以下组分制成:二异氰酸酯80-90份,聚四氢呋喃醚二醇7-20份,苯乙烯1-2份,二氨基苯磺酸钠3-5份,复配乳化剂4-7.5份,引发剂0.2-0.4份、去离子水50-70份,pH调节剂1-5份,助剂1-5份。
所述二异氰酸酯是2,4-甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、间苯二异氰酸、对苯二异氰酸酯中的一种。
所述复配乳化剂为非离子乳化剂、阴离子乳化剂、阴离子反应性乳化剂按质量比4-6:1-2:3-4.5比例的混合物,其中所述阴离子乳化剂选用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠,所述非离子乳化剂选用聚乙二醇硬脂酸酯,所述阴离子反应性乳化剂选用广州市卓能贸易有限公司生产的反应性乳化剂NRS-138或反应性乳化剂NRS-10。
所述引发剂为过硫酸铵。
所述助剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、脂肪醇聚氧乙烯醚或N-羟甲基丙烯酰胺。
所述PH调节剂为乙醇胺。
一种制备水性涂料用聚氨酯乳液的方法,此方法包括以下步骤:将复配乳化剂与去离子水加入到反应器中搅拌均匀,再将二异氰酸酯、聚四氢呋喃醚二醇、苯乙烯、二氨基苯磺酸钠加入反应器中搅拌均匀,然后加热至80-85℃,控制在2-2.5h内缓慢滴加引发剂,再加入助剂及pH调节剂控制温度在90-95℃下2.5-3h,即得水性涂料用聚氨酯乳液。
有益效果:
本发明聚合物乳液具有良好的力学性能、附着力强、耐水性、耐热性和光泽性好;制备方法简单可行,合成过程易于控制,原料易得,成本较低,适用于工业化生产。
具体实施方式:
实施例1
水性涂料用聚氨酯乳液,按重量份计,称取以下各个组分:二异氰酸酯80份,聚四氢呋喃醚二醇7份,苯乙烯1份,二氨基苯磺酸钠3份,复配乳化剂4份,引发剂0.2份、去离子水50份,pH调节剂1份,助剂1份。
二异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯。引发剂为过硫酸铵,PH调节剂为乙醇胺,助剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵。复配乳化剂为非离子乳化剂、阴离子乳化剂、阴离子反应性乳化剂按质量比4:1:3比例的混合物,其中所述阴离子乳化剂选用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠,所述非离子乳化剂选用聚乙二醇硬脂酸酯,所述阴离子反应性乳化剂选用广州市卓能贸易有限公司生产的反应性乳化剂NRS-138。
一种制备水性涂料用聚氨酯乳液的方法,此方法包括以下步骤:将复配乳化剂与去离子水加入到反应器中搅拌均匀,再将二异氰酸酯、聚四氢呋喃醚二醇、苯乙烯、二氨基苯磺酸钠加入反应器中搅拌均匀,然后加热至80℃,控制在2h内缓慢滴加引发剂,再加入助剂及pH调节剂控制温度在90-95℃下2.5h,即得。
实施例2
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