一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种钢结构用水性双组份聚氨酯面漆及其制备方法，属于水性涂料技术领域。


背景技术：

2.随着人们的环保意识越来越高，相关国家环保标准的出台，工程机械领域基本实现水性化替代；轨道交通领域中城铁方面已实现油切水的过渡；汽车原厂及修补都采用水性涂料作业；动车及高铁方面亦在尝试水性化涂装，本发明即是在此环境下开发的，应用于钢结构防腐领域，替代传统的溶剂型产品。
3.聚氨酯涂料(户外型)以其优异的保光保色性能、耐磨性能、耐化学介质性能、高附着力等特点广泛地应用于工业防腐等领域。目前较为环保的涂料发展方向有水性涂料、粉末涂料、光固化涂料等，以水性涂料施工更为便利，发展更为快速，但是也面临着诸多挑战，比如成本高、硬度低、低温高湿环境下固化困难、容易发生暗泡、痱子等弊病。无法满足高端工业防腐领域的涂装要求。


技术实现要素：

4.本发明目的在于开发一种耐候性好、施工性优、最大无泡膜厚高的钢结构用水性双组分聚氨酯面漆，以解决上述背景技术中的不足。
5.相较于现有的技术，本发明的钢结构用水性双组分聚氨酯面漆，通过选用中低羟树脂混拼的方式、降低昂贵的固化剂的用量，继而降低配方成本，使水性聚氨酯面漆有更高的性价比，降低由于成本而造成的推广阻力，为水性聚氨酯面漆应用于钢结构涂装提供助力。本发明产品选择合适交联速率的固化剂，并搭配高沸点成膜助剂，使最大无泡膜厚达到80μm，改善了水性涂料的施工性，同时，使用缔合型聚氨酯增稠剂，提高了涂料的静态流挂，立面喷涂、立面干燥可以做到干膜100μm而不产生流挂异常，进一步提高了水性聚氨酯面漆的施工性能。
6.本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。
7.一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆：由甲组分和乙组分组成，所述甲组分包括以下物质，各物质以及各物质的质量份分别为：
8.所述甲组分包括以下物质，各物质以及各物质的质量份数分别为：水性羟基丙烯酸二级分散体a20-40％水性羟基丙烯酸二级分散体b10-30％润湿分散剂0.8-1.5％流平剂0.2-0.5％消泡剂0.2-0.5％增稠剂0.2-0.7％防沉剂0.1-0.3％
颜料10-25％沉淀硫酸钡5-15％基材润湿剂0.1-0.5％防霉杀菌剂0.1-0.2％成膜助剂1.5-3％ph调节剂0.05-0.3％去离子水10-25％
9.所述乙组分包括以下物质，各物质以及各物质的质量份数分别为：水性异氰酸酯固化剂a30-45％水性异氰酸酯固化剂b30-45％成膜助剂10-30％
10.所述甲组分和乙组分按照6-8：1的质量比混合，从而得到一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆。
11.其中，所述水性羟基丙烯酸二级分散体a为43％分散于水/丙二醇丁醚/二乙二醇丁醚溶液中的分散液，牌号为2025，固体羟值2.0
12.其中，所述水性羟基丙烯酸二级分散体b为42％分散于水/丙二醇丁醚/二乙二醇丁醚溶液中的分散液，牌号为yg-ad-547，固体羟值3.5。。
13.其中，所述润湿分散剂为聚合非离子型润湿分散剂，牌号为vxw 6208、pf235、byk190、edaplan 490中的一种或几种的混合物。
14.其中，所述流平剂为聚醚硅氧烷共聚物，牌号为glide 450、byk333、surfynol 104bc中的一种或几种的混合物。
15.其中，所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物，含气相二氧化硅，牌号为foamex 810、byk024、byk028、byk093中的一种或几种的混合物。
16.其中，所述防沉剂为有机改性鋰蒙脫石粘土，牌号为lt。
17.其中，所述增稠剂为非离子型聚氨酯流变助剂，设计用于配制高性能涂料，牌号为rm-8w、rm-12w、gel 0620、ars-1中的一种或几种的混合物。
18.其中，所述颜料为三菱炭黑ma100、龙蟒钛白粉r996、双乐酞青蓝8631。
19.其中，所述沉淀硫酸钡为未改性的1250目沉淀硫酸钡。。
20.其中，所述基材润湿剂为有机硅双生结构表面活性剂，牌号为twin 4100、byk3480中的一种或两种的混合物。
21.其中，所述防霉杀菌剂是一种针对水性体系的高性能杀菌剂，牌号为lxe。
22.其中，所述成膜助剂为pph和pnb、pgda、醇酯十二中的一种或几种的混合物。
23.其中，所述所述ph值调节剂为dmea、amp-95中的一种或两种的混合物。
24.其中，所述水性异氰酸酯固化剂a为非离子型自乳化聚异氰酸酯，牌号aq-100rc5，固含为100％，nco含量为16.7％，粒径0.1μm。
25.其中，所述水性异氰酸酯固化剂b为六亚甲基二异氰酸酯构成的脂肪族聚异氰酸酯，牌号为tla-100，固含为100％，nco含量为23.5％。
具体实施方式
26.以下所述的是本发明的优选实施方式，本发明所保护的不限于以下优选实施方式，所述的实施案例是对本发明的解释而不是限定。同时指出，对于本领域的技术人员来说，在此发明创造构思的基础上，做出的若干变形和改进，都属于本发明的保护范围。
27.实施例1：
28.一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆，由以下组分组成：
29.甲组分包括以下物质，各物质以及各物质的质量份数分别为：水性羟基丙烯酸二级分散体a40％水性羟基丙烯酸二级分散体b15％润湿分散剂1％流平剂0.4％消泡剂0.5％增稠剂0.2％防沉剂0.1％颜料20％沉淀硫酸钡5％基材润湿剂0.2％防霉杀菌剂0.1％成膜助剂3％ph调节剂0.1％去离子水14.4％
30.乙组分包括以下物质，各物质的质量份数分别为：乙组分包括以下物质，各物质的质量份数分别为：
31.将甲组分和乙组分按照6-8：1的质量比混合，从而得到一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆。
32.实施例2：
33.一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆，由以下组分组成：
34.甲组分包括以下物质，各物质以及各物质的质量份数分别为：水性羟基丙烯酸二级分散体a40％水性羟基丙烯酸二级分散体b20％润湿分散剂1％流平剂0.4％消泡剂0.5％增稠剂0.2％防沉剂0.1％颜料20％沉淀硫酸钡5％
基材润湿剂0.2％防霉杀菌剂0.1％成膜助剂3％ph调节剂0.1％去离子水9.4％
35.乙组分包括以下物质，各物质的质量份数分别为：水性异氰酸酯固化剂a40％水性异氰酸酯固化剂b40％成膜助剂20％
36.将甲组分和乙组分按照6-8：1的质量比混合，从而得到一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆。
37.实施例3：
38.一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆，由以下组分组成：
39.甲组分包括以下物质，各物质以及各物质的质量份数分别为：水性羟基丙烯酸二级分散体a35％水性羟基丙烯酸二级分散体b20％润湿分散剂1％流平剂0.4％消泡剂0.4％增稠剂0.2％防沉剂0.1％颜料20％沉淀硫酸钡5％基材润湿剂0.2％防霉杀菌剂0.1％成膜助剂2％ph调节剂0.1％去离子水15.5％
40.乙组分包括以下物质，各物质的质量份数分别为：乙组分包括以下物质，各物质的质量份数分别为：
41.将甲组分和乙组分按照6-8：1的质量比混合，从而得到一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆。
42.实施例4：
43.一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆，由以下组分组成：
44.甲组分包括以下物质，各物质以及各物质的质量份数分别为：水性羟基丙烯酸二级分散体a35％水性羟基丙烯酸二级分散体b25％
润湿分散剂1％流平剂0.3％消泡剂0.4％增稠剂0.2％防沉剂0.1％颜料20％沉淀硫酸钡5％基材润湿剂0.3％防霉杀菌剂0.1％成膜助剂2％ph调节剂0.05％去离子水10.55％
45.乙组分包括以下物质，各物质的质量份数分别为：水性异氰酸酯固化剂a45％水性异氰酸酯固化剂b40％成膜助剂15％
46.将甲组分和乙组分按照6-8：1的质量比混合，从而得到一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆。
47.对上述四个实施例中所制备的钢结构用水性双组分聚氨酯面漆的性能进行测试，测试结果如下表所示。从下表中可以看出，本技术的技术方案所提供的钢结构用水性双组分聚氨酯面漆的耐候性好、干燥快速、机械性能优异，满足钢结构的防护要求。分聚氨酯面漆的耐候性好、干燥快速、机械性能优异，满足钢结构的防护要求。
48.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属领域的技术人员来说，在不脱离本发明
构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换,都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

技术特征：
1.一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆，由甲组分和乙组分组成，其特征在于：所述甲组分包括以下物质，各物质以及各物质的质量份分别为：水性羟基丙烯酸二级分散体a20-40％水性羟基丙烯酸二级分散体b10-30％润湿分散剂0.8-1.5％流平剂0.2-0.5％消泡剂0.2-0.5％增稠剂0.2-0.7％防沉剂0.1-0.3％颜料10-25％沉淀硫酸钡5-15％基材润湿剂0.1-0.5％防霉杀菌剂0.1-0.5％成膜助剂1.5-3％ph调节剂0.05-0.3％去离子水10-25％所述乙组分包括以下物质，各物质以及各物质的质量份分别为：水性异氰酸酯固化剂a30-45％水性异氰酸酯固化剂b30-45％成膜助剂10-30％所述甲组分和乙组分按照6-8：1的质量比混合，从而得到一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆。2.如权利要求1所述的一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆，其特征在于，所述水性羟基丙烯酸二级分散体a为43％分散于水/丙二醇丁醚/二乙二醇丁醚溶液中的分散液，牌号为2025，固体羟值2.0。3.如权利要求1所述的一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆，其特征在于，所述水性羟基丙烯酸二级分散体b为42％分散于水/丙二醇丁醚/二乙二醇丁醚溶液中的分散液，牌号为yg-ad-547，固体羟值3.5。4.如权利要求1所述的一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆，其特征在于，所述润湿分散剂为聚合非离子型润湿分散剂，牌号为vxw 6208、pf235、byk190、edaplan 490中的一种或几种的混合物。5.如权利要求1所述的一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆，其特征在于，所述流平剂为聚醚硅氧烷共聚物，牌号为glide 450、byk333、surfynol 104bc中的一种或几种的混合物。6.如权利要求1所述的一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆，其特征在于，所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物，含气相二氧化硅，牌号为foamex 810、byk024、byk028、byk093中的一种或几种的混合物。7.如权利要求1所述的一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆，其特征在于，所述防沉剂为有机改性鋰蒙脫石粘土，牌号为lt。
8.如权利要求1所述的一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆，其特征在于，所述增稠剂为非离子型聚氨酯流变助剂，设计用于配制高性能涂料，牌号为rm-8w、rm-12w、gel 0620、0620、ars-1中的一种或几种的混合物。9.如权利要求1所述的一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆，其特征在于，所述颜料为三菱炭黑ma100、龙蟒钛白粉r996、双乐酞青蓝8631。10.如权利要求1所述的一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆，其特征在于，所述沉淀硫酸钡为表面未改性的1250目沉淀硫酸钡。11.如权利要求1所述的一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆，其特征在于，所述基材润湿剂为有机硅双生结构表面活性剂，牌号为twin 4100、byk3480中的一种或两种的混合物。12.如权利要求1所述的一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆，其特征在于，所述防霉杀菌剂是一种针对水性体系的高性能杀菌剂，牌号为lxe。13.如权利要求1所述的一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆，其特征在于，所述成膜助剂为pph和pnb、pgda、醇酯十二中的一种或几种的混合物。14.如权利要求1所述的一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆，其特征在于，所述ph值调节剂为dmea、amp-95中的一种或两种的混合物。15.如权利要求1所述的一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆，其特征在于，所述水性异氰酸酯固化剂a为非离子型自乳化聚异氰酸酯，牌号为aq-100rc5，固含为100％，nco含量为16.7％，粒径0.1μm。16.如权利要求1所述的一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆，其特征在于，所述水性异氰酸酯固化剂b为六亚甲基二异氰酸酯构成的脂肪族聚异氰酸酯，牌号为tla-100，固含为100％，nco含量为23.5％。17.如权利要求1所述的一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：1)将8-13份的去离子水，0.8-1.5份的润湿分散剂，0.2-0.5份的消泡剂，0.1-0.3份的防沉剂加入到容器中，以500-800转/分的速度分散十五分钟，混合搅拌均匀；2)再加入10-25份的颜料，5-15份的沉淀硫酸钡，在转速为800-1200转/分的搅拌条件下充分搅匀后砂磨至细度达到10μm；3)在转速为800-1200转/分的搅拌条件下加入20-40份的水性羟基丙烯酸二级分散体a、10-30份的水性羟基丙烯酸二级分散体b、0.2-0.5份的流平剂、0.2-0.7份的增稠剂、0.1-0.5份的基材润湿剂、0.1-0.2份的防霉杀菌剂、1.5-3份的成膜助剂并充分搅拌均匀；4)用余下的2-12份的去离子水调节粘度，用0.05-0.3份的ph值调节剂调整体系ph值，得到一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆的甲组分；5)将30-45份的水性异氰酸酯固化剂a、将30-45份的水性异氰酸酯固化剂b。10-30份的成膜助剂倒入容器中，以500-800转/分的速度搅拌均匀，得到一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆的乙组分。

技术总结
本发明属于水性涂料技术领域，公开了一种钢结构用水性双组分聚氨酯面漆及其制备方法，由甲组分和乙组分混合组成，所述甲组分包括：水性羟基丙烯酸二级分散体A 20％-40％；水性羟基丙烯酸二级分散体B 10％-30％；润湿分散剂0.8％-1.5％；基材润润湿剂0.1％-0.5％；消泡剂0.2％-0.5％；增稠剂0.2％-0.7％；防沉剂0.1％-0.2％；流平剂0.2％-0.5％；防霉杀菌剂0.1％-0.2％；成膜助剂1.5％-3％；PH调节剂0.05％-0.3％；颜料10％-25％；沉淀硫酸钡5％-15％；去离子水8％-20％；所述乙组分包括：水性异氰酸酯固化剂A30％-45％；水性异氰酸酯固化剂B 30％-45％；成膜助剂10％-30％。产品硬度高、光泽亮、丰满度好、耐老化性能优异、夏季使用不起痱子，施工性能优秀，可替代溶剂型聚氨酯面漆，满足工业钢结构防护的要求。满足工业钢结构防护的要求。


技术研发人员：岳湘宇
受保护的技术使用者：岳湘宇
技术研发日：2022.03.28
技术公布日：2023/8/5