一种耐沾污丙烯酸聚氨酯面漆及其制备方法与流程

[0001]
本发明涉及工程机械用丙烯酸聚氨酯涂料，具体地涉及一种耐沾污丙烯酸聚氨酯面漆及其制备方法。


背景技术：

[0002]
目前，随着工程机械领域的高速发展，国内乃至全球工程机械巨头竞争日益激烈，对工程机械用涂料的要求越来越高，不仅只是在涂料施工性和漆膜外观方面，而且对涂料的深度性能也有了更高的要求，譬如：涂料涂膜的耐沾污性是以前不被重视或者没有被明确提出的性能，但最近两年国内大型机械设备制造巨头却对涂膜的这一性能提出了明确的要求。
[0003]
由于受涂装条件、使用环境等原因的限制和影响，工程机械设备在使用的过程中，表面漆膜都会受到不同程度的污染（如灰尘、水迹、沥青颗粒或其他不明杂质等），清洗不掉，导致漆膜外观和鲜艳性较新设备相比都大打折扣。
[0004]
现有的工程机械用丙烯酸面漆为了能够满足客户对漆膜快速干燥的需求，大多以中等或低羟值的羟基丙烯酸树脂制成各色面漆，然后搭配hdi异氰酸酯固化剂，这样既赋予漆膜较好的干燥速度，也能达到较好的耐老化效果。但是，由于涂料中的成膜物质采用中等或低羟值的羟基丙烯酸树脂，单位体积内反应的交联键不多，漆膜的交联密度就不够。当漆膜长时间受到外界污染或外力作用时，污染物分子或颗粒就很容易进入到漆膜网状结构的空隙中，非常不容易被清理干净。
[0005]
cn201811083626.8公开了一种高固体份丙烯酸聚氨酯面漆及其制备方法，该面漆包括：a组分主剂：高固含丙烯酸树脂25～40份，混合有机溶剂5～10份，防沉剂0.4～1份，消泡剂0.1～0. 5份，环保无铅复合颜料20～50份，分散剂5～10份，流平剂0.2～0.5份，催干剂0.0001～0.0003份，紫外光吸收剂0.5～2份，光稳定剂0.5～2份；b组分固化剂： 无溶剂聚hdi异氰酸酯；c组份稀释剂：有机溶剂；其a组分、b组分、c组分的比例为：100：15～22:12～18。该面漆机械性能和耐久性能良好且voc释放量低，但耐沾污性能仍较差。


技术实现要素：

[0006]
本发明要解决的技术问题是，针对现有丙烯酸聚氨酯面漆耐沾污性差的缺陷，提供一种漆膜交联密度大、硬度高，耐沾污性和耐候性好的工程机械用丙烯酸聚氨酯面漆及其制备方法。
[0007]
本发明采用的技术方案如下：一种耐沾污丙烯酸聚氨酯面漆，包括甲组份主剂、乙组份固化剂、丙组份稀释剂，其特征在于，所述甲组分主剂按重量份包括：羟基丙烯酸树脂55～65份；混合有机溶剂10～15份，防沉剂0.4～1份，消泡剂0.1～0. 5份，环保无铅颜料15～20份，分散剂0.5～1.5份，流平剂0.2～0.5份，催干剂0.0001～0.0003份，紫外光吸收剂0.5～1份，光稳定剂0.5～1份；所述羟基丙烯酸树脂是由a、b两种不同羟基百分含量的羟基丙烯酸树脂构成，其中羟基丙烯酸树脂a 50～58份，羟基丙烯酸树脂b 5～8份；所述甲组
分、乙组分、丙组分的质量比为：100:23～28:20～30。
[0008]
所述甲组分主剂中的羟基丙烯酸树脂a的固含量为70%～75% (重量)，羟基百分含量为4.2%～4.7%；所述羟基丙烯酸树脂b的固含量为65%～70%,羟基百分含量为2.8～3.6%。
[0009]
所述甲组份主剂中的混合有机溶剂为乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯混合而成。
[0010]
所述乙组分固化剂为脂肪族hdi聚异氰酸酯。
[0011]
所述脂肪族hdi聚异氰酸酯的nco含量为19.5%
±
0.2%，不挥发份大于90%。
[0012]
所述丙组份稀释剂是由乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、二价酸酯、甲基异丁基酮按重量比5:3:1:1的比例充分混合均匀。
[0013]
所述分散剂为改性聚氨酯高聚物溶液；所述消泡剂为非硅消泡剂；所述流平剂为丙烯酸酯聚合物溶液；所述环保无铅颜料为金红石型钛白粉、有机黄颜料、钒酸铋黄颜料、酞青绿颜料其中的一种或几种复合而成。
[0014]
所述紫外光吸收剂为天津利安隆公司的uv-1130、光稳定剂为天津利安隆公司的uv
-ꢀ
292。
[0015]
优选，所述防沉剂为有机膨润土和气相二氧化硅的混合物。
[0016]
优选，所述分散剂为高分子量改性聚氨酯高聚物溶液。例如：埃夫卡公司的efka-4080、efka-4060、efka-4061或埃夫科纳公司的afcona
ꢀ-
4010、afcona-4011、afcona
ꢀ-
4015、afcona
ꢀ-
4050、afcona
ꢀ-
5065、afcona
ꢀ-
4071、byk-104s其中的一种。
[0017]
优选，所述非硅消泡剂，例如：埃夫科纳公司的afcona-2270、台湾欣向荣公司的nx-3830或德国byk公司的byk054等其中的一种或几种。
[0018]
优选，所述金红石型钛白粉可以选山东东佳sr2377钛白粉、日本石原公司的r930钛白粉等，有机黄颜料可选巴斯夫的l1001、卡佩勒公司的5110c黄颜料等，钒酸铋黄颜料可选巴斯夫的l1100、先尼科的sqy黄颜料等，酞青绿可选巴斯夫的9632酞青绿或8730酞青绿等。
[0019]
优选，紫外光吸收剂为天津利安隆公司的uv-1130、光稳定剂为天津利安隆公司的uv
-ꢀ
292。
[0020]
本发明的制备方法，包括以下步骤：（1）甲组份的制备：（a）将按重量份：将高羟丙烯酸树脂a 50～60份，高羟丙烯酸树脂b 5～10份；混合有机溶剂10～15份，防沉剂0.4～1份，消泡剂0.1～0. 5份，环保无铅颜料20～25份，分散剂0.5～1.5份，一同倒入密闭的反应釜中，高速分散均匀，其反应釜的分散盘的速度为500转/min，分散时间为30min；（b）将步骤（1）中制得的漆料静置润湿4-8小时；（c）将步骤（2）所得漆料研磨至10μm以下；（d）将步骤（3）所得漆料中添加上述重量份数的流平剂、催干剂、紫外光吸收剂、光稳定剂并分散均匀，即得a组分主剂；（2）乙组分的制备：将hdi聚异氰酸酯固化剂分装即可；（3）丙组分的制备：将乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、二价酸酯、甲基异丁基酮按重量5：3：1：1的比例充分混合均匀。
[0021]
（4）按照甲组份、乙组份、丙组份的质量比为：100:23～28:20～30混合并分散均匀
制得耐沾污丙烯酸聚氨酯面漆。
[0022]
本发明的优点：
①
甲组份采用a、b两种不同羟基百分含量的羟基丙烯酸树脂，其中羟基丙烯酸树脂a固含为70%～75% (重量)，羟基百分含量为4.2%～4.7%，这种树脂具有高羟值、高光泽、高丰满度、耐候性好的特点；羟基丙烯酸树脂b固含为65%～70%，羟基百分含量为2.8～3.6%，这种树脂具有快干、高硬度、机械性能优异的特点。两种树脂混合使用，可以相互取长补短，赋予涂膜高丰满度、高光泽、交联密度大、快干、耐候性好的特点。
[0023]
②
乙组份所使用的脂肪族hdi异氰酸酯固含大于90%、粘度小，不需用溶剂稀释，直接分装使用，降低voc挥发，该脂肪族hdi聚异氰酸酯比其它hdi聚异氰酸酯具有更好的耐候性，粘度更小，能赋予漆膜更好的丰满度和流平性。
[0024]
③
配方中加入了紫外光吸收剂uv-1130和光稳定剂uv-292，由天津利安隆公司生产，价格比德国basf公司生产的紫外光吸收剂和光稳定剂便宜30%以上，而且使用量也可以降低20%而达到同样的效果。提高了涂层的耐候性，氙灯加速老化时间可达2000h以上，明显高于普通工程机械用丙烯酸面漆。设备户外使用时间可达15年以上，大大延长了设备回厂返修的时间，降低能耗输出。
[0025]
下面结合实施例对本发明做进一步描述：实施例1本实施例的一种耐沾污丙烯酸聚氨酯面漆甲组份包括：58kg羟基丙烯酸树脂a（纽佩斯公司的1753树脂，固含70%，羟基含量4.2%），6kg羟基丙烯酸树脂b（海明斯4365a树脂，固含66%，羟基含量2.8%），13.5kg有机溶剂（8.5kg乙酸丁酯、5kg丙二醇甲醚醋酸酯），18.8kg环保无铅颜料（6.6kg r930钛白粉、6kg 5110c黄颜料、6kg sqy黄颜料、0.2kg 9632酞青绿颜料），1kg分散剂 （0.7kg改性聚氨酯分散剂afcona
ꢀ-
4010、0.3kg高效分散剂byk-104s），0.2kg非硅消泡剂byk-054，0.8kg防沉剂（0.6kg有机膨润土bentone-38、0.2kg气相二氧化硅r-972），0.4kg聚丙烯酸酯流平剂byk-358n，0.0001kg催干剂t-12，0.5kg紫外光吸收剂uv-1130，0.8kg光稳定剂uv-292。
[0026]
制备方法甲组份制备方法：（1）将上述重量份数的羟基丙烯酸树脂与混合有机溶剂、防沉剂、环保无铅颜料、分散剂、消泡剂一同倒入密闭的反应釜中，高速分散均匀，反应釜的分散盘的速度为500转/min，分散时间为30min；（2）将步骤（1）中制得的漆料静置润湿4-8小时；（3）将步骤（2）所得漆料研磨至10μm以下；（4）在步骤（3）所得漆料中添加上述重量份数的流平剂、催干剂、紫外光吸收剂、光稳定剂并分散均匀，得甲组份主剂。
[0027]
乙组份的制备方法：将脂肪族hdi聚异氰酸酯分装，得乙组份固化剂。
[0028]
丙组份的制备方法：将乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、二价酸酯、甲基异丁基酮按重量5：3：1：1的比例充分混合均匀，得丙组份稀释剂。
[0029] 将上述制得的涂料甲、乙、丙组份按100:25:28混合并分散均匀制得耐沾污丙烯酸聚氨酯面漆。
[0030]
实施例2本实施例的一种耐沾污丙烯酸聚氨酯面漆甲组份包括：56kg羟基丙烯酸树脂a（同德公司的acr6716树脂，固含70%，羟基含量4.7%），8kg羟基丙烯酸树脂b（盛嘉树脂的2753树脂，固含70%，羟基含量4.2%），14.5kg有机溶剂（9.9kg乙酸丁酯、5kg丙二醇甲醚醋酸酯），
17.8kg环保无铅颜料（6.6kg r930钛白粉、6kg 5110c黄颜料、5kg sqy黄颜料、0.2kg 9632酞青绿颜料），1kg分散剂 （0.7kg改性聚氨酯分散剂afcona
ꢀ-
4010、0.3kg高效分散剂byk-104s），0.2kg非硅消泡剂byk-054，0.8kg防沉剂（0.6kg有机膨润土bentone-38、0.2kg气相二氧化硅r-972），0.4kg聚丙烯酸酯流平剂byk-358n，0.0001kg催干剂t-12，0.5kg紫外光吸收剂uv-1130，0.8kg光稳定剂uv-292。
[0031]
制备方法与实施例1 中相同。
[0032]
实施例3本实施例的一种耐沾污丙烯酸聚氨酯面漆甲组份包括：54kg羟基丙烯酸树脂a（长兴公司的7317树脂，固含70%，羟基含量4.2%），10kg羟基丙烯酸树脂b（海明斯4365a树脂，固含66%，羟基含量2.8%），14.5kg有机溶剂（9.9kg乙酸丁酯、5kg丙二醇甲醚醋酸酯），17.8kg环保无铅颜料（6.6kg r930钛白粉、6kg 5110c黄颜料、5kg sqy黄颜料、0.2kg 9632酞青绿颜料），1kg分散剂 （0.7kg改性聚氨酯分散剂afcona
ꢀ-
4010、0.3kg高效分散剂byk-104s），0.2kg非硅消泡剂byk-054，0.8kg防沉剂（0.6kg有机膨润土bentone-38、0.2kg气相二氧化硅r-972），0.4kg聚丙烯酸酯流平剂byk-358n，0.0001kg催干剂t-12，0.5kg紫外光吸收剂uv-1130，0.8kg光稳定剂uv-292。
[0033]
制备方法与实施例1 中相同。
[0034]
经检测本发明专利产品与目前市场同类产品的性能对比，其突出特点和显著进步如下表所述：

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