專利名稱：一種水性聚氨酯熱反射涂料及其用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及化學工業(yè)涂料領域，具體涉及一種水性聚氨酯熱反射涂料及其用途。
背景技術：
船舶鋼結構用船殼漆經(jīng)歷了酚醛船殼漆、醇酸船殼漆、氯化橡膠船殼漆、丙烯酸船殼漆、聚氨酯船殼漆幾個時期。酚醛類、醇酸類涂料的漆膜耐溫性差、耐化學品性能差，雖然通過酚醛改性、氯化橡膠改性、丙烯酸改性等手段使其性能有所提高，但仍難滿足實際需要。氯化橡膠船殼漆，具有良好的耐性和施工性，但其固含量低，施工時需大量溶劑，嚴重污染環(huán)境，不符合環(huán)保要求。近十年來出現(xiàn)了具有熱發(fā)射功能的船殼漆，如溶劑型丙烯酸船殼漆、聚氨酯船殼漆、丙烯酸改性聚氨酯涂料(中國專利公開號CN101550314A，發(fā)明名稱聚氨酯熱反射船殼漆)的船殼漆，它們的性能較以往有了很大提高。但溶劑型涂料含有大量溶劑和有毒物質(zhì)，隨著工業(yè)的發(fā)展和環(huán)保要求的提高，應用將越來越受到限制。因此開發(fā)水性涂料，提高水性涂料的性能，來有效替代目前溶劑型涂料，成為一種趨勢。熱反射涂料的基本原理是為降低內(nèi)部溫度而使用的太陽熱反射涂層，應滿足對可見光(380nm 780nm波長)和近紅外光(780nm 2500nm波長)的高反射和對中遠紅外線(2. 5um 14um)的高幅射。熱反射涂層的主要指標熱反射率取決于顏填料與樹脂的折光指數(shù)的比值。在樹脂的折光指數(shù)(1.45-1.50) —定的情況下，其熱反射率主要取決于顏填料的折光指數(shù)，顏填料的粒徑、純度以及涂層厚度、PVC值。顏填料的折光指數(shù)范圍一般為1.50-2.80。研制各色熱反射涂料的主要工作是因為炭黑對太陽熱的吸收率高達97%，反射率僅3%。為了達到適合艦船的船殼所用的?；疑珶岱瓷渫苛?，研究的重點就在于，如何取代炭黑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用有機和無機的紅、黃、藍、白幾種顏色復配出黑色來替換炭黑。本發(fā)明的目的為提供一種具有優(yōu)異附著力、能降低暴露在太陽輻射熱下的裝備的表面溫度、提高施工安全性并環(huán)保的水性聚氨酯熱反射涂料。本發(fā)明的另一目的為提供上述水性聚氨酯熱反射涂料的用途。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案一種水性聚氨酯熱反射涂料，該涂料配方采用雙組份聚氨酯體系，其包含甲、乙兩種組份其中，甲組份包含(重量份)水0-20水性聚氨酯乳液 100
熱反射顏料20-25功能填料0.5-5潤濕分散劑1-3基材潤濕劑0.1-0.5流變劑0. 1-0. 5消泡劑0.2-0.5增稠劑0. 2-0. 5填料0. 5-2所述的水性聚氨酯乳液，購買自海洋化工研究院。它們是將聚氨酯、丙烯酸酯、環(huán)氧、有機硅樹脂結構引入同一高聚物之中，綜合了幾種樹脂的特點，從而使所得到涂料在環(huán)境友好的基礎上，具有較寬的性能調(diào)整空間，以期滿足不同的需要。乙組份為硅烷偶聯(lián)劑或異氰酸酯類固化劑中的一種；當所述乙組份為硅烷偶聯(lián)劑時，甲組份與乙組份的重量比為100 1 2;當所述乙組份為異氰酸酯類固化劑時，甲組份與乙組份的重量比為9 1。甲、乙組份按上述重量比混合使用。所述熱反射顏料為氧化鐵紅、酞菁綠、鈦白粉中的幾種復配；熱反射顏料所起的作用采用上述顏料復配出?；疑珶岱瓷漕伭象w系，對近紅外光(780nm 2500nm波長)的反射率達70%以上。所述填料為功能性填料和普通填料。所述功能性填料為超細(粒徑5um 15um)的氣相二氧化硅、空心玻璃、漂珠、空心陶瓷微珠等中的一種或幾種。所述功能填料所起的作用提供隔熱作用，阻隔熱傳遞，提高熱反射性能。所述普通填料為超細(粒徑5um 15um)的輕質(zhì)碳酸鈣、滑石粉、云母粉、沉淀硫酸鋇等中的一種或幾種。所述普通填料所起的作用降低成本，優(yōu)化PVC值，提高熱反射性能。所述潤濕分散劑為聚丙烯酸共聚物鉀鹽和特殊改性聚羧酸鉀鹽，如海恩科的BR3、 123K等產(chǎn)品。所述基材潤濕劑為非離子表面活性劑。所述非離子表面活性劑為聚醚改性聚二甲基硅氧烷，如BI-346等。所述流變劑為聚醚改性聚二甲基硅氧烷、非離子表面活性劑，如BI-333等。所述消泡劑為在聚乙二醇中的憎水固體和破泡聚硅氧烷的混合物。如ΒΙ-0Μ、 BYK-028、海恩科999等。所述增稠劑為非離子水性聚氨酯。如海恩科XS-71、125P等。所述硅烷偶聯(lián)劑為含環(huán)氧基團的硅烷偶聯(lián)劑；如KH560、Wtlink78、 0silcoatl770 等中的一種。所述異氰酸酯類固化劑為異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、六亞甲基二異氰酸酯 (HDI)、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)、苯二亞甲基二異氰酸酯0(DI)、四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯(TMXDI)與親水聚醚反應后得到含-NCO的親水固化劑中的一種。如BAYER 公司的 2487、2460、3100、2655 等。
本發(fā)明的效果采用水性聚氨酯乳液，含羥基和羧基，復配含-NCO水性用聚氨酯固化劑作成面漆基料，具有自氧化及雙重交聯(lián)后的三重交聯(lián)體系，提高了交聯(lián)密度，提高了耐水性，提供優(yōu)異耐候性、保光及保色性能。用環(huán)氧、有機硅改性的水性純聚氨酯乳液，復配含環(huán)氧基團的硅烷偶聯(lián)劑的固化劑作底漆及面漆基料，具有自氧化及單重交聯(lián)后的雙重交聯(lián)體系，提高了交聯(lián)密度，提高了耐水性，提供優(yōu)異的附著力、防腐性能。?；疑珶岱瓷漕伭象w系的篩選采用鈦白粉、有機及無機紅、酞青綠復配出?；疑珶岱瓷漕伭象w系，用于水性涂料體系中，提供優(yōu)異的熱反射性能。上述水性聚氨酯熱反射涂料在鋼結構、鋁合金、塑料、復合材料表面的防腐和裝飾應用。也可應用于大型石油、天然氣儲罐、石油管道、糧庫、冷庫、汽車、建筑等表面。本發(fā)明的水性聚氨酯熱反射涂料熱反射效率好、具有優(yōu)異的附著力、耐候性、外防腐蝕效果，可降低被涂物表面溫度和內(nèi)部環(huán)境溫度從而改善工作環(huán)境、節(jié)能降耗、提高施工安全性且符合環(huán)保要求。
具體實施例方式下面結合實施例進一步說明本發(fā)明，本發(fā)明不局限于這些實施例。本發(fā)明的實施中例所用原料商品名稱和生產(chǎn)廠家如下
商品名稱生產(chǎn)廠家商品名稱生產(chǎn)廠家潤濕分散劑德謙、羅門哈斯、畢克化學鈦白粉杜邦、亨斯邁基材潤濕劑德謙、羅門哈斯、畢克化學氧化鐵紅上海一品消泡劑海明斯化學、畢克化學氧化鐵黃上海一品)流變劑海明斯化學、畢克化學酞菁綠BASF增稠劑德謙、畢克化學有機茈黑BASF水性聚氨酯 PUA乳液海洋化工研究院含-NCO的親水固化劑BAYER 2487、 2460、 3100、 2655水性聚氨酯熱反射涂料分為甲組份和乙組份，甲組份的制備方法如下在1000轉(zhuǎn)/分的攪拌情況下，在部分水性聚氨酯乳液(配方量的一半至三分之二量)中加入熱反射顏料、功能填料、潤濕分散劑、預分散均勻；將上述物料在研磨設備中以 2000 3000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，將物料研磨至細度為IOum 20um，過濾后得到所需的顏填料菜，然后在1000轉(zhuǎn)/分的低速攪拌下，加入剩下水性聚氨酯乳液、基材潤濕劑，增稠齊U、 消泡劑、流變劑。根據(jù)施工要求添加適當?shù)乃{(diào)節(jié)粘度施工。實施例1
甲組份按照重量份數(shù)配比為水10份，水性聚氨酯PUA乳液100份，鈦白粉17. 2份，有機茈黑4. 5份，云母粉10 份，氣相二氧化硅5份，空心陶瓷微珠5份，Disponer ff-18 0.32份，DeuAdd MB-Il 1. 5份， NAZIA FA 379 1. 5 份，RHE0LATE 125 3. 2 份，Levaslip ff-461 1. 5 份。乙組份為含-NCO的親水固化劑BAYER 2655 11份。配漆過程如下將甲、乙組份和水按比例混合，在300 500轉(zhuǎn)/分下攪拌均勻，調(diào)整粘度40秒(涂-4)，采用噴涂或刷涂的方式制板。厚度底漆40um、面漆40um。實施例2 甲組份按照重量份數(shù)配比為水0份，水性聚氨酯PUD乳液100份，鈦白粉17. 8份，氧化鐵紅3. 4份，氧化鐵黃 18份，酞菁藍20份，硫酸鋇10份，空心玻璃微珠10份，Disponer ff-19 0. 32份，Dispenor W-519 1.7份，Deform ff-052 0· 32份，DeuAdd MB-16 1.5份，ΝΑΖΙΑ FA 579 1.5份，ΒΕΝΤ0ΝΕ DY 1.5 份。乙組份偶聯(lián)劑ΚΗ-560，加入量為甲組份總重量的2%。配漆過程同實施例1。實施例3:甲組份按照重量份數(shù)配比為水0份，水性聚氨酯乳液100份，鈦白粉17. 1份，永固紅6. 4份，氧化鐵黃0. 8份， 酞菁綠1. 6份，酞菁藍1份，Disponer ff-19 0. 32份，DisponerW-519 9份，氣相二氧化硅5 份，電廠漂珠 5 份，硫酸鋇 10 份，Deform ff-092 0. 3 份，RHE0LATE125 3. 2 份，DeuAdd MB-11 1. 5 份，Tamol 165 5 份。乙組份含-NCO的親水固化劑BAYER 3100 11份。配漆過程同實施例1。實施例4 甲組份按照重量份數(shù)配比為水10份，水性聚氨酯PUD乳液100份，鈦白粉17. 4份，永固紅6. 4份，永固黃10 份，酞菁藍4. 32份，Tamol 850 1.2份，Tamol 960 2份，氣相二氧化硅10份，電廠漂珠5份， 硫酸鋇 10 份，Deform ff-092 0. 64 份，RHEOLATE 125 6. 4 份，DeuAdd MB-16 1.5 份，YB-405 5份。乙組份偶聯(lián)劑wtlink78，加入量為甲組份總重量的2%。配漆過程同實施例1。實施例5:甲組份按照重量份數(shù)配比為水20份，水性聚氨酯PUA乳液100份，鈦白粉17. 6份，氧化鐵紅3. 4份，氧化鐵黃18份，有機茈黑4. 5份，云母粉10份，氣相二氧化硅5份，空心陶瓷微珠5份，Disponer W-18 0.32 份，DeuAdd MB-Il 1.5 份，NAZIAFA 379 1. 5 份，RHEOLATE 125 3. 2 份，Levaslip ff-461 1. 5 份。乙組份含-NCO的親水固化劑BAYER 2487 11份。配漆過程同實施例1。
實施例6 甲組份按照重量份數(shù)配比為水0份，水性聚氨酯PUD乳液100份，鈦白粉17. 3份，氧化鐵紅3. 4份，氧化鐵黃 18份，酞菁藍20份，硫酸鋇10份，空心玻璃微珠10份，Disponer ff-19 0. 32份，Dispenor W-519 1.7份，Deform ff-052 0· 32份，Troysan Polyplase AF-I 1.5份，ΝΑΖΙΑ FA 579 1.5 份，ΒΕΝΤ0ΝΕ DY 1. 5 份。乙組份偶聯(lián)劑0silCOatl770，加入量為甲組份總重量的2%。配漆過程同實施例1。將甲、乙組份按比例混合后制備的熱反射?；掖瑲て嶂瓢搴蟮男阅軠y試結果如下
權利要求
1. 一種水性聚氨酯熱反射涂料，其特征在于，該涂料配方采用雙組份聚氨酯體系，包含甲、乙兩種組份其中，甲組份包含(重量份)水0-20水性聚氨酯乳液100熱反射顏料20-25功能填料0. 5-5潤濕分散劑1-3基材潤濕劑0. 1-0. 5流變劑0. 1-0. 5消泡劑0. 2-0. 5增稠劑0. 2-0. 5填料0. 5-2所述的水性聚氨酯乳液，購買自海洋化工研究院；乙組份為硅烷偶聯(lián)劑或異氰酸酯類固化劑中的一種；當所述乙組份為硅烷偶聯(lián)劑時，甲、乙組份的重量比為100 1 2;當所述乙組份為異氰酸酯類固化劑時，甲、乙組份的重量比為9 1。
2.根據(jù)權利要求1所述的水性聚氨酯熱反射涂料，其特征在于，所述的熱反射顏料包括氧化鐵紅、酞菁綠、鈦白粉，幾種復配使用。
3.根據(jù)權利要求1所述的水性聚氨酯熱反射涂料，其特征在于，所述功能填料為超細 (粒徑5um 15um)的氣相二氧化硅、空心玻璃、漂珠、空心陶瓷微珠中的一種或幾種。
4.根據(jù)權利要求1所述的水性聚氨酯熱反射涂料，其特征在于，所述潤濕分散劑為聚丙烯酸共聚物鉀鹽和特殊改性聚羧酸鉀鹽。
5.根據(jù)權利要求1所述的水性聚氨酯熱反射涂料，其特征在于，所述的基材潤濕劑為非離子表面活性劑。
6.根據(jù)權利要求1所述的水性聚氨酯熱反射涂料，其特征在于，所述流變劑為聚醚改性聚二甲基硅氧烷、非離子表面活性劑。
7.根據(jù)權利要求1所述的水性聚氨酯熱反射涂料，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為含環(huán)氧基團的硅烷偶聯(lián)劑。
8.根據(jù)權利要求1所述的水性聚氨酯熱反射涂料，其特征在于，所述異氰酸酯類固化劑為異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯 (HMDI)、苯二亞甲基二異氰酸酯O(DI)、四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯(TMXDI)與親水聚醚反應后得到含-NCO的親水固化劑中的一種。
9.一種如權利要求1所述的水性聚氨酯熱反射涂料，在鋼結構、鋁合金、塑料、復合材料表面上的應用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水性聚氨酯熱反射涂料及其用途。所述涂料包含甲、乙兩種組份甲組包括水、水性聚氨酯乳液、熱反射顏料、功能填料、潤濕分散劑、基材潤濕劑、流變劑、消泡劑、增稠劑、填料；乙組份為異氰酸酯類固化劑或硅烷偶聯(lián)劑。其熱反射效率高、附著力強、防腐蝕效果好且符合環(huán)保要求。適用于鋼結構、鋁合金、塑料、復合材料等的表面。
文檔編號C09D5/33GK102559024SQ20101062386
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權日2010年12月30日
發(fā)明者劉志, 步明升, 王曉, 王黎, 薛玉華, 趙樂, 郭年華 申請人:海洋化工研究院