一种聚氨酯三防漆及其制备方法与流程

本申请涉及涂料，更具体地说，它涉及一种聚氨酯三防漆及其制备方法。

背景技术：

1、聚氨酯三防漆是一种常用的高性能涂料，由于其优异的耐高低温性能、绝缘性、防潮性、防漏电性能、防震性能、防尘性能、防腐蚀性能、防老化性能以及耐电晕性能，被广泛应用于电子、电器、汽车和航空航天等领域的保护和装饰。然而，在实际应用中，聚氨酯三防漆面临着一个严峻的问题，即漆面容易开裂。这种开裂问题不仅严重影响了涂层的外观质量，还可能导致涂层防护性能的失效，从而影响其使用寿命。

2、因此，开发一种简单、高效、低成本的聚氨酯三防漆制备方法，以提高其抗裂性能，对于解决聚氨酯三防漆应用中的开裂问题具有重要的实际意义。

技术实现思路

1、为了提高聚氨酯三防漆的抗裂强度，本申请提供一种聚氨酯三防漆及其制备方法。

2、第一方面，本申请提供的一种聚氨酯三防漆，采用如下的技术方案：

3、一种聚氨酯三防漆，包括如下重量份原料：

4、水性聚氨酯乳液10-15份、成膜树脂2-5份、催化剂0.1-0.5份、1，6-己二醇二丙烯酸酯1-3份、烷基烯酮二聚体2-5份，所述水性聚氨酯乳液由二苯基甲烷二异氰酸酯、聚氧化丙烯二醇、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯以及交联剂制得。

5、通过采用上述技术方案，由于烷基烯酮二聚体是一种活性化学物质，可以与涂料中的其他组分发生化学反应，形成更强的化学键合，有助于提高三防漆与基材之间的附着力，使三防漆更加紧密的贴合基材，减少开裂的可能。并且烷基烯酮二聚体能参与聚氨酯与其他树脂材料的交联反应，共同形成三维网络结构，增强三防漆内部结合力，进一步提高三防漆的抗裂强度和耐久性。1，6-己二醇二丙烯酸酯的加入可以增加三防漆的柔韧性，可以在三防漆中形成弹性链段，使三防漆在受到外部应力时不易开裂，同时能够与烷基烯酮二聚体发生酯化反应，与基材形成较强的化学键合，共同作用提高三防漆的柔韧性，有助于缓解因基材变形或温度变化引起的应力集中，提高了三防漆的耐久性和抗裂性。

6、可选的，所述水性聚氨酯乳液由以下步骤制备得到：

7、取二苯基甲烷二异氰酸酯、聚氧化丙烯二醇混合，加热升温至90-100℃反应2-3h，加入交联剂与2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯，控制温度在80-90℃，继续反应1-2h，反应完成后，冷却至60-70℃加入三乙胺，高速搅拌条件下加入去离子水进行乳化，得到所述水性聚氨酯乳液。

8、通过采用上述技术方案，二苯基甲烷二异氰酸酯与聚氧化丙烯二醇发生聚合反应，形成预聚体，后期加入交联剂帮助网状结构的形成，加入2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯为聚氨酯链段上引入磷酸基团，加入三乙胺进行中和反应，是聚氨酯中的羟基和氨基基团形成更为稳定的盐，提高聚氨酯乳液的稳定性，高速搅拌条件下加入去离子水乳化，形成水性聚氨酯乳液。制得的聚氨酯乳液中具有羟基能够与烷基烯酮二聚体更好的吸附在一起，提高烷基烯酮二聚体在三防漆中的相容性，从而提高三防漆的耐久性，防止三防漆出现开裂等现象。磷酸基团的加入不仅使三防漆具有良好的耐腐蚀与耐候性能，还能提高其附着力以及与其他原料间的相容性，更好的抵抗开裂和剥落。

9、可选的，所述二苯基甲烷二异氰酸酯、聚氧化丙烯二醇、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯以及交联剂的加入比例为6-7.2:6：1：2-3。

10、通过采用上述技术方案，所述二苯基甲烷二异氰酸酯作为主要的反应组分，与聚氧化丙烯二醇反应生成具有交联结构的聚合物，交联剂的加入可以进一步增强这种交联结构，从而提高三防漆的韧性和抗裂强度，因此交联剂的加入量会影响制得的三防漆的性能，控制交联剂在合理范围内制得的聚氨酯固化后具有良好的抗裂强度。

11、可选的，所述交联剂为三羟甲基丙烷或蓖麻油中的任意一种。

12、通过采用上述技术方案，制备得到的聚氨酯的粒径、粘度较小，同时为聚氨酯链段上引入羟基基团提高与烷基烯酮二聚体的结合能力，从而提高聚氨酯乳液与其他原料间的相容性，提高原料间结合的牢固性，从而提高三防漆的耐久性与抗裂强度。

13、可选的，所述成膜树脂为丙烯酸树脂。

14、通过采用上述技术方案，丙烯酸树脂能够降低由于不同组分间相容性差异以及固化过程中发生的收缩所引起的内应力，改善组分之间的相容性和固化收缩，进一步提高涂层的抗裂强度。

15、可选的，所述原料中还包括2-3份的二丙二醇二丙烯酸酯。

16、通过采用上述技术方案，二丙二醇二丙烯酸酯的丙烯酸酯基团能够与聚氨酯中的不饱和基团发生交联反应，进一步加固三维网络结构，提高三防漆的交联密度和内聚力，从而提高三防漆的抗裂性和耐久性，并且二丙二醇二丙烯酸酯具有良好的弹性，能够吸收和释放应力，从而减轻因温度变化或固化收缩而产生的应力，降低裂纹以及微裂纹的形成倾向，进一步提高三防漆的抗裂性能。

17、可选的，所述催化剂为二丁基二氯化锡。

18、通过采用上述技术方案，在聚氨酯三防漆的制备过程中，催化剂的选择对于产物的质量至关重要。二丁基二氯化锡能够促进各组分之间的反应，使产物更加均匀、致密，从而提高涂层的防护性能和耐久性。

19、第二方面，本申请提供一种聚氨酯三防漆的制备方法，采用如下的技术方案：

20、一种聚氨酯三防漆的制备方法，包括如下步骤：

21、将水性聚氨酯乳液抽真空加热到110-120℃，加入成膜树脂、1，6-己二醇二丙烯酸酯充分搅拌混匀，降温至60-80℃，搅拌的同时加入催化剂以及烷基烯酮二聚体混合均匀后，制得所述聚氨酯三防漆。

22、综上所述，本申请具有以下有益效果：

23、1、由于本申请采用水性聚氨酯乳液、烷基烯酮二聚体以及成膜树脂交联反应形成三维网络结构，一方面提高三防漆与基材之间的附着力，使三防漆更加紧密的贴合基材，另一方面提高三防漆的柔韧性，使三防漆在受到应力时不易开裂，提高三防漆的抗裂强度。

24、2、本申请中优选在制备水性聚氨酯乳液时，引入了磷酸基团，在提高三防漆表面耐腐蚀性能的同时提高了三防漆与基体间的附着力，使制得的三防漆能够更好的抗开裂和剥落。

25、3、本申请中加入了1，6-己二醇二丙烯酸酯，能够附着在网络结构中形成弹性链段，提高三防漆的柔韧性，从而提高三防漆抵抗应力的能力，从而提高三防漆的抗裂性能。

26、4、本申请使用水性聚氨酯乳液制备三防漆，相较于传统的溶剂型漆，水性聚氨酯乳液不含有害的挥发性物质(voc)，对环境友好。

技术特征：

1.一种聚氨酯三防漆，其特征在于，包括如下重量份原料：

2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯三防漆，其特征在于，所述水性聚氨酯乳液由以下步骤制备得到：

3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯三防漆，其特征在于：所述二苯基甲烷二异氰酸酯、聚氧化丙烯二醇、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯以及交联剂的加入比例为6-7.2:6：1：2-3。

4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯三防漆，其特征在于：所述交联剂为三羟甲基丙烷或蓖麻油中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种聚氨酯三防漆，其特征在于：所述成膜树脂为丙烯酸树脂。

6.根据权利要求1所述的一种聚氨酯三防漆，其特征在于：所述原料中还包括2-3份的二丙二醇二丙烯酸酯。

7.根据权利要求1所述的一种聚氨酯三防漆，其特征在于：所述催化剂为二丁基二氯化锡。

8.一种根据权利要求1-7任一所述的聚氨酯三防漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本申请涉及涂料技术领域，具体公开了一种聚氨酯三防漆及其制备方法。一种聚氨酯三防漆，包括如下重量份原料：水性聚氨酯乳液10‑15份、成膜树脂2‑5份、催化剂0.1‑0.5份、1，6‑己二醇二丙烯酸酯1‑3份、烷基烯酮二聚体2‑5份，所述水性聚氨酯乳液由二苯基甲烷二异氰酸酯、聚氧化丙烯二醇、2‑羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯以及交联剂制得；其制备方法为：将水性聚氨酯乳液抽真空加热到110‑120℃，加入成膜树脂、1，6‑己二醇二丙烯酸酯充分搅拌混匀，降温至60‑80℃，搅拌的同时加入催化剂以及烷基烯酮二聚体混合均匀制得。本申请的组合物可用于电子、电器、汽车和航天等领域，其具有抗裂性好的优点。技术研发人员：林志波,杨学礼,许军受保护的技术使用者：道夫新材料（惠州）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15