一种高性能聚氨酯涂料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及涂料，具体为一种高性能聚氨酯涂料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、cn112646475b公开了一种阻燃耐磨耗低voc聚氨酯涂料的制备及应用方法，该发明中异氰酸酯为4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯中的任意一种。4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯有两个芳环，甲苯二异氰酸酯有一个芳环，其刚性较大，所构成的硬段较为集中，同时氢键也更集中，氢键作用力大导致链段运动困难，在乳化分散时需要更强的剪切力才能分散开，强剪切力会破坏乳液粒子的水合层，导致亲水基团变少，水合层变薄，容易团聚在一起形成更大的粒子；异佛尔酮二异氰酸酯是脂环族的二异氰酸酯，相较于4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯，其刚性较小，分子链相对柔软，乳化时容易分散，制备的水性聚氨酯乳液平均粒径相对较小，但异佛尔酮二异氰酸酯分子中存在的两个异氰酸酯基团具有互变的性质，造成其与多元醇反应的产物出现异构化。

2、cn118085716b公开了一种用于橡塑保温材料的聚氨酯涂料及其制备方法，该发明中的聚氨酯涂料为水性双组份聚氨酯涂料，由于水性双组份聚氨酯涂料以水为分散介质，异氰酸酯不可避免的会和水发生反应生成不稳定的氨基甲酸，氨基甲酸分解成胺并释放co2，当涂膜表面干燥太快(湿度低、温度高引起)，大量二氧化碳将会停留在膜内或在表面形成缺陷，形成大量针孔或气泡，直接影响涂膜的最终性能和外观。此外，如果异氰酸酯基过量，生成的胺会与异氰酸酯反应生成脲，形成白色絮状物，影响聚氨酯在乳化过程中的分布，进而影响乳化效果和最终产品的质量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高性能聚氨酯涂料及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，一方面，本发明提供如下技术方案：一种高性能聚氨酯涂料，所述高性能聚氨酯涂料包括以下重量份的组分：六亚甲基二异氰酸酯25～30份、聚碳酸酯二醇45～60份、二羟甲基丙酸2～4份、三乙胺4～8份、乙二胺2～5份、偶联剂kh-550 0.2～0.4份、丙酮水溶液8～12份、丙酮2～4份、去离子水18～24份；

3、所述丙酮水溶液中丙酮与水的体积比为(2～4):1；

4、所述高性能聚氨酯涂料的制备方法包括以下步骤：

5、s1、将六亚甲基二异氰酸酯和聚碳酸酯二醇加入配样罐中，于85℃用分散机以800～1200r/min搅拌20～30min，并在搅拌过程中加入丙酮水溶液，得到预聚物，预聚物的粘度为1900～2000cps；

6、s2、将预聚物冷却至室温并置于真空罐内，先通过真空泵将真空罐内的气压降至37～47kpa并维持10min，再通过真空泵将真空罐内的气压降至61～71kpa，并每隔1min交替进行顺时针搅拌和逆时针搅拌，持续30min，最后关闭真空泵，取出预聚物；

7、s3、将预聚物加热至70℃，先依次加入二羟甲基丙酸、乙二胺和偶联剂kh-550，用分散机以800～1200r/min搅拌20～30min，再加入丙酮，缓慢提高分散机的转速至2000～2400r/min，搅拌60～90min，最后冷却至60℃，得到亲水性聚氨酯乳液；

8、s4、向亲水性聚氨酯乳液中加入三乙胺，再加入去离子水稀释，用分散机以800～1200r/min搅拌20～30min，冷却至室温，用200目铜网过滤包装，得到所述高性能聚氨酯涂料。

9、可选的，所述六亚甲基二异氰酸酯中的异氰酸酯基含量为23.0％，所述聚碳酸酯二醇的羟基含量为5.0％。

10、可选的，所述六亚甲基二异氰酸酯的平均粒径为205nm，且所述六亚甲基二异氰酸酯的粘度为600cps，所述聚碳酸酯二醇的粘度为2500cps。

11、可选的，所述乙二胺替换为羟基乙二胺。

12、可选的，s2中，顺时针搅拌和逆时针搅拌的转速为60r/min。

13、另一方面，本发明还提供如下技术方案：一种高性能聚氨酯涂料的应用，采用上述高性能聚氨酯涂料，使用气体辅助喷涂的方式将所述高性能聚氨酯涂料涂覆在工程机械的外表面。

14、与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

15、本发明通过对预聚物进行快速低温蒸发丙酮，以及减压蒸发水，并通过交替进行顺时针搅拌和逆时针搅拌，使得六亚甲基二异氰酸酯的脂肪族长链结构更容易成团，六亚甲基二异氰酸酯容易被聚碳酸酯二醇包裹，阻断六亚甲基二异氰酸酯与水接触，有效防止异氰酸酯与水生成大量二氧化碳，避免高性能聚氨酯涂料成膜后内部形成大量针孔或气泡缺陷，高性能聚氨酯涂料成膜后具有很好的结构强度和外观效果。

技术特征：

1.一种高性能聚氨酯涂料，其特征在于，所述高性能聚氨酯涂料包括以下重量份的组分：六亚甲基二异氰酸酯25～30份、聚碳酸酯二醇45～60份、二羟甲基丙酸2～4份、三乙胺4～8份、乙二胺2～5份、偶联剂kh-550 0.2～0.4份、丙酮水溶液8～12份、丙酮2～4份、去离子水18～24份；

2.根据权利要求1所述的一种高性能聚氨酯涂料，其特征在于，所述六亚甲基二异氰酸酯中的异氰酸酯基含量为23.0％，所述聚碳酸酯二醇的羟基含量为5.0％。

3.根据权利要求2所述的一种高性能聚氨酯涂料，其特征在于，所述六亚甲基二异氰酸酯的平均粒径为205nm，且所述六亚甲基二异氰酸酯的粘度为600cps，所述聚碳酸酯二醇的粘度为2500cps。

4.根据权利要求1所述的一种高性能聚氨酯涂料，其特征在于，所述乙二胺替换为羟基乙二胺。

5.根据权利要求1所述的一种高性能聚氨酯涂料，其特征在于，s2中，顺时针搅拌和逆时针搅拌的转速为60r/min。

6.一种高性能聚氨酯涂料的应用，采用如权利要求1～5任一项所述高性能聚氨酯涂料，其特征在于，使用气体辅助喷涂的方式将所述高性能聚氨酯涂料涂覆在工程机械的外表面。

技术总结本发明涉及涂料技术领域，具体为一种高性能聚氨酯涂料及其制备方法和应用，高性能聚氨酯涂料包括以组分：六亚甲基二异氰酸酯、聚碳酸酯二醇、二羟甲基丙酸、三乙胺、乙二胺、偶联剂KH‑550、丙酮水溶液、丙酮、去离子水。使用气体辅助喷涂的方式将高性能聚氨酯涂料涂覆在工程机械的外表面。本发明通过对预聚物依次进行快速低温蒸发丙酮和水，并结合交替进行顺时针搅拌和逆时针搅拌，使得六亚甲基二异氰酸酯的脂肪族长链结构更容易成团，六亚甲基二异氰酸酯容易被聚碳酸酯二醇包裹，阻断六亚甲基二异氰酸酯与水接触，高性能聚氨酯涂料成膜后具有很好的结构强度和外观效果。技术研发人员：黄景柱受保护的技术使用者：广东一三七化工科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14