一種組份型聚氨酯共聚體金屬用有色水性漆的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種組份型聚氨酯共聚體金屬用有色水性漆，屬聚氨酯合成樹脂類漆技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車，火車，船舶、鐵塔等金屬產(chǎn)品的內(nèi)外涂裝漆料可有效預(yù)防金屬生銹、化學(xué)腐蝕，及美化外觀。傳統(tǒng)的水性涂料漆一般通過有機(jī)溶劑生產(chǎn)油漆，大量的有機(jī)溶液蒸汽揮發(fā)到空氣中，是造成霧霾污染的主要原因之一。且傳統(tǒng)的水性涂料漆無論是底層漆還是面層漆一般是沒有顏色的，無法滿足市場對(duì)水性漆無污染、色澤漂亮、防護(hù)性強(qiáng)的多重需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，提供一種通過內(nèi)乳化型聚氨脂三聚體、內(nèi)乳化型環(huán)氧樹脂及其它原料按重量百分比混合，在催化劑作用下可快速形成互相慣穿的聚合物網(wǎng)絡(luò)，底層漆柔韌性、耐磨性、防銹性強(qiáng)，面層漆色澤漂亮，防腐耐酸堿性強(qiáng)，使用壽命長，附著力強(qiáng)，干燥快，環(huán)保無污染的組份型聚氨酯共聚體金屬用有色水性漆；解決現(xiàn)有技術(shù)有機(jī)溶液蒸汽揮發(fā)到空氣中易造成環(huán)境污染，且難以滿足無污染、色澤漂亮、防護(hù)性強(qiáng)的市場需求問題。
[0004]本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的的
一種組份型聚氨酯共聚體金屬用有色水性漆由底層漆、面層漆構(gòu)成，底層漆、面層漆均分別由甲組份、乙組份、丙組份組成，其特征在于:底層漆、面層漆均各自由甲組份:乙組份:丙組份按重量比3.7: 5.8: 0.5的比例混合制成；底層漆的甲組份、丙組份與面層漆的甲組份、丙組份完全相同；
底層漆、面層漆的甲組份即內(nèi)乳化型聚氨脂三聚體由如下重量百分比的原料制成:
甲苯二異氰酸酯7.00%
已二異氰酸酯13.00%
(脫水)二甲苯10.00%
甲苯1.40%
磷酸0.10%
羧酸/多元醇溶液20.00%
三正丁基膦0.03%
苯甲酰氯0.06%
親水溶劑20.11%
去離子水28.30%
羧酸/多元醇溶液由如下重量百分比的原料混合制成:
二羥甲基丙酸35%
三羥甲基丙烷5%
新戊二醇10% 二甲苯(脫水)35%
甲苯6%
親水溶劑由如下重量百分比的原料混合制成:
乙醇50%
環(huán)已酮20%
丁酮10%
醋酸丁脂20%
底層漆、面層漆的甲組份即內(nèi)乳化型聚氨脂三聚體，按照上述重量百分比的原料配比，通過如下生產(chǎn)工藝制備:
將10.00%的二甲苯(脫水)、6%的甲苯、20.00%的羧酸/多元醇溶液投入反應(yīng)釜，開動(dòng)攪拌，打開回流冷凝器，升溫至50°C ;然后將7.00%的甲苯二異氰酸脂滴加入反應(yīng)釜中，滴加時(shí)間為I小時(shí)；滴加完成后升溫至60°C，保持反應(yīng)2小時(shí)后將0.10%的磷酸投入反應(yīng)釜；將13.00%的已二異氰酸脂滴加入反應(yīng)釜，滴加時(shí)間為2小時(shí)，滴加完成后，升溫至700C，保持反應(yīng)2小時(shí)后將0.03%的三正丁基磷用適量的甲苯溶解成溶液滴加入反應(yīng)釜，滴加時(shí)間為30分鐘，滴加完成后，升溫至80°C，保持反應(yīng)2小時(shí)后再升溫至90°C，保持反應(yīng)2小時(shí)，此時(shí)取樣檢測游離的異氰酸脂< 0.2%;
隨后將0.06%的苯甲酰氯用適量甲苯溶解成溶液，緩慢加入反應(yīng)釜中，升溫至100°C，保持20分鐘，以抑止三聚反應(yīng)，降溫至80°C，開動(dòng)抽真空機(jī)，排除脫出有機(jī)溶劑；
將20.11%的親水溶劑緩慢投入反應(yīng)釜，保溫在80°C，時(shí)間I小時(shí)，拌勻，降溫至60°C ；取1.415%的去離子水，滴加入反應(yīng)釜，觀測物料反應(yīng)狀況，緩慢升溫至80°C，使游離的異氰酸脂完全反應(yīng)，觀測物料不出現(xiàn)爆沸現(xiàn)象即反應(yīng)正常，降溫至60°C，將余下26.885%的去離子水緩慢投入反應(yīng)釜，拌勻，降溫至30°C出料，即制得內(nèi)乳化型聚氨脂三聚體，包裝、備用；底層漆、面層漆的丙組份即共混乙胺由如下重量百分比的原料混合制成:
三乙烯二胺30%
N—乙基嗎啡啉20%
三乙胺20%
純凈水30%
底層漆的乙組份即菜油醇酸環(huán)氧樹脂有色漆料，由如下重量百分比的原料混合制成: 水性菜油醇酸樹脂 24.00%
內(nèi)乳化型環(huán)氧樹脂 12.00%
氧化鐵紅13.00%
二氧化二鉻09.00%
氧化鋅11.00%
滑石粉05.20%
有機(jī)膨潤土01.00%
甲基硅油0.30%
六偏磷酸鈉0.50%
DlO防腐殺菌劑0.20%
甲基吡咯烷酮0.80% 去離子水23.00%
面層漆的乙組份即蓖麻油醇酸環(huán)氧樹脂有色漆料，由如下重量百分比的原料混合制成:
水性蓖麻油醇酸樹脂30.00%
內(nèi)乳化型環(huán)氧樹脂12.00%
鈦白粉13.00%
鋅鋇白粉14.00%
碳酸鎂粉12.00%
群青粉0.02%
氣相二氧化娃0.60%
甲基硅油0.30%
六偏磷酸鈉0.60%
甲基吡咯烷酮0.70%
DlO防腐殺菌劑0.20%
去尚子水16.58%
底層漆的乙組份即菜油醇酸環(huán)氧樹脂有色漆料與面層漆的乙組份即蓖麻油醇酸環(huán)氧樹脂有色漆料配方中的內(nèi)乳化型環(huán)氧樹脂，均是由如下重量百分比的原料組成:
雙酚 A23.25%乙二醇 1.00%
聚氧化乙烯 4.70%丁醇6.15%
純凈軟化水 36.60%碳酸鈉 1.00%
環(huán)氧氯丙烷 10.67%氫氧化鈉 1.00%
催化劑1.00%內(nèi)乳化劑 3.43%
中和擴(kuò)鏈劑 0.80%助溶劑 12.40%
該內(nèi)乳化型環(huán)氧樹脂按照上述重量百分比的原料配比，通過如下生產(chǎn)工藝制成:
將23.25%的雙酚A，1.00%的乙二醇，4.70%的聚氧化乙烯投入反應(yīng)釜，將3.43%內(nèi)乳化劑用量的三分之一投進(jìn)反應(yīng)釜，開動(dòng)攪拌；
將36.60%的純凈軟化水，1.00%的碳酸鈉，1.00%的氫氧化鈉混合均勻，取混合總量的三分之二緩慢投入反應(yīng)釜，打開回流冷凝器，升溫至65°C，反應(yīng)保持I小時(shí)后取樣品檢驗(yàn)，溶液呈透明狀后降溫至40°C ;
將10.67%環(huán)氧氯丙烷緩慢投入反應(yīng)釜，拌勻后物料溶液開始自生溫，產(chǎn)生放熱反應(yīng)至600C，反應(yīng)保持2小時(shí)后，將余下的三分之二的內(nèi)乳化劑投入反應(yīng)釜，升溫至80 °C，此時(shí)回流加快；
將1.00%的催化劑滴加入反應(yīng)釜，滴加時(shí)間I小時(shí)，滴加完后保持溶液的PH值在8.1，升溫至90°C，反應(yīng)保持3小時(shí)，取樣品檢驗(yàn)環(huán)氧分子量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，降溫至70°C，加入
12.40%的助溶劑，拌勻，降溫至40°C，加入0.80%的中和擴(kuò)鏈劑，調(diào)節(jié)PH值在7.2，升溫至60°C，反應(yīng)保持I小時(shí)，觀測溶液透明后，降溫至40°C出料，即制得內(nèi)乳化型環(huán)氧樹脂，備用。
[0005]所述的配制內(nèi)乳化型環(huán)氧樹脂的內(nèi)乳化劑由如下重量百分比的原料混合制成:二羥甲基丙酸50%，乙二醇單乙醚20%，烷基二醇30%。
[0006]所述的配制內(nèi)乳化型環(huán)氧樹脂的催化劑由如下重量百分比的原料混合制成:酒石酸33%，六氫吡啶17%，純凈軟化水50%。
[0007]所述的配制內(nèi)乳化型環(huán)氧樹脂的中和擴(kuò)鏈劑由如下重量百分比的原料混合制成:已二酸40%，二異丙醇胺30%，純凈水30%。
[0008]所述的配制內(nèi)乳化型環(huán)氧樹脂的助溶劑由如下重量百分比的原料混合制成:乙醇60%，甲苯20%，環(huán)已酮20%ο
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于
該組份型聚氨酯共聚體金屬用有色水性漆通過自制內(nèi)乳化型聚氨脂三聚體，將親水的羧酸、二羥甲基丙酸，與水溶性的多元醇、新戊二醇、丁二醇引入異氰酸酯的聚合反應(yīng)，這樣，在聚合反應(yīng)的初期，就鑲嵌入了共混、互相貫穿的聚合物網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，及親水的羧酸分子和親水的多元醇分子；當(dāng)異氰酸酯在反應(yīng)生成三聚體時(shí)，就成為水溶性的內(nèi)乳化型異氰酸酯多元化共混共聚體，即水性聚氨酯漆料?；ハ鄳T穿的聚合物網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)在底層漆、面層漆中添加著色原料，漆層色澤和顏色漂亮，生產(chǎn)工藝簡單，配制靈活方便，涂覆操作易掌控，漆層對(duì)金屬的附著力強(qiáng)，硬度高，漆面使用壽命長。通過自制內(nèi)乳化型環(huán)氧樹脂，將親水性的基團(tuán)引入到環(huán)氧樹脂分子鏈上，使環(huán)氧樹脂獲得自乳化的性質(zhì)，在與羧酸基團(tuán)發(fā)生中和固化反應(yīng)的同時(shí)，促進(jìn)甲組份中的氨酯基團(tuán)與乙組份漆料中的羥基基團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)，使得漆膜中共聚的多元樹脂隨著水份的揮發(fā)快速反應(yīng)交聯(lián)固化，可牢固地附著于金屬面層，使漆膜層具備很強(qiáng)的耐海水、耐陽光灼曬、耐化學(xué)物質(zhì)腐蝕的綜