[发明专利]一种无VOC有机硅改性水基聚氨酯底漆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种底漆的制备方法，特别涉及一种无VOC有机硅改性水基聚氨酯底漆及其制备方法。

背景技术

挥发性有机化合物（VOC）已成为继汽车尾气、烟雾飘尘的第三大空气污染源，因此，低VOC或无VOC涂料已成为国内外研究热点。水性涂料是将溶剂型涂料的涂膜硬度高、附着力强、耐磨性高、柔韧性好等优点与水性涂料的低VOC相结合，已成为目前发展最快的涂料之一。水性聚氨酯-聚丙烯酸酯（WPUA）以水为分散介质，不仅具有无毒、环保、操作安全等优点，还将聚氨酯（PU）与聚丙烯酸酯（PA）二者有机结合，使得聚合物的综合性能得到改善，同时还降低了成本。因此，水性聚氨酯-聚丙烯酸酯（WPUA）已经在国内外涂料行业中逐渐成为热点。然而WPUA涂膜性能仍有不足，尤其是一些与耐水性相关的性能，具体表现在干燥速率慢、干燥时间长、对基材浸润性差等缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种能够完全杜绝有机助溶剂的使用，环保无污染，达到真正意义上的环境友好性；并将有机硅氧烷基团引入到PUA高分子链上的无VOC有机硅改性水基聚氨酯底漆及其制备方法。

本发明的无VOC有机硅改性水基聚氨酯底漆，按质量份数包括75～90份有机硅改性聚氨酯-聚丙烯酸酯微乳液，3～15份滑石粉，0.1～1增稠剂份，0.1～0.5份消泡剂，0.1～1份流平剂，0～1.5份分散剂和3～8份十二醇酯。

本发明的制备方法如下：

1）按质量份数向干燥反应器中加入20～60份乙烯基类单体、15～30份聚合物多元醇、4～16份二异氰酸酯化合物、0.3～0.8份三羟甲基丙烷、2～5份阴离子混合亲水扩链剂和0～0.15份催化剂在70～85℃，反应2～4小时得A；

所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡或辛酸亚锡；

2）按质量份数向A中加入1～4份含活性氢的乙烯基单体进行封端，反应0.5～1小时，再将体系温度冷却至30～50℃，再加入1.8～6份的碱类成盐剂，中和反应20～30分钟，再加入1.4～6份可聚合乳化剂和50～180份水的溶液，搅拌分散10～20分钟，再升温至70～90℃得B；

所述的碱类成盐剂为氨水或三乙胺；

3）按质量份数将0.25～2.5份引发剂溶于10～30份水中得引发剂水溶液，将10～45份乙烯基类单体和0～24份有机硅氧烷功能单体混合得单体混合物；

所述的引发剂为双氧水、过硫酸钾、过硫酸铵或偶氮二异丁基脒盐酸盐；

在温度为70～90℃从干燥反应器两侧向B中加入引发剂水溶液和单体混合物，在2～4小时内均匀滴入到干燥反应器中，滴加完毕后，继续保温反应1～2小时，得有机硅改性聚氨酯-聚丙烯酸酯微乳液；

4）按质量份数将75～90份有机硅改性聚氨酯-聚丙烯酸酯微乳液，3～15份滑石粉，0.1～1份增稠剂，0.1～0.5份消泡剂，0.1～1份流平剂，0～1.5份分散剂和3～8份十二醇酯混合均匀得无VOC有机硅改性水基聚氨酯底漆。

所述的乙烯基类单体为（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸丁酯、（甲基）丙烯酸己酯、（甲基）丙烯酸正辛酯、（甲基）丙烯酸2-乙基己酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯中的一种或一种以上任意配比的混合物。

所述的聚合物多元醇为分子量介于1000～2000之间的聚己二酸己二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己内酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚四氢呋喃二醇中的一种或两种任意配比的混合物。

所述的二异氰酸酯化合物为六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种任意配比的混合物。

所述的阴离子混合亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸中一种或两种与二羟基丙磺酸钠、2-氨基乙基氨基乙磺酸钠、二氨基苯磺酸钠中的一种或两种以上任意配比的混合物。

所述的含活性氢的乙烯基单体为（甲基）丙烯酸羟乙酯、（甲基）丙烯酸羟丙酯、（羟甲基）丙烯酰胺、（甲基）丙烯酸中的一种或两种任意配比的混合物。

所述的可聚合乳化剂为乙烯基磺酸钠、（甲基）烯丙基磺酸钠、烯丙基羟丙基磺酸钠中的一种或两种任意配比的混合物。

所述的有机硅氧烷功能单体为乙烯基三甲基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、烯丙基二甲基氯硅烷、烯丙基三甲基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或一种以上任意配比的混合物。