水性聚氨酯涂料配方
双组分水性聚氨酯木器涂料的研制
自制 水 性 树 脂 Ｙ Ｘ 一 ６ ５ ；水 分 散 型 聚异 氰 酸 酯
固 化 剂 ；润 湿 剂 Ｗ一 ９ ２ ０ ； 消 泡 剂 Ｗ一 ０ ５ ０ ６ ；流 平 剂 Ｂ ＹＫ 一 ３ ４ ６ ；流 变 助 剂 Ｂ Ｙ Ｋ 一 ４ ２ ５ ；成 膜 助 剂 （ 二 丙 二
［ 收稿 日期 】 ２ ０ １ ３ — ０ ２ — ２ ２
摘
要 ：以 自 制的水性树脂 Ｙ Ｘ 一 ６ ５ 配用水分散 型聚异氰酸酯 固化剂 ， 制备 了水性双组分聚氨酯
木器涂料。 通过对润湿剂、 成膜助 剂、 消泡剂的优化选择 ， 所得涂料的各项性能指标均达到 了溶剂型
木器涂料的水平 ， 具有广阔的应用前景。
关键词 ：水性树脂 ；抽 ｝ 生 木器涂料 ；双组分聚氨 酯涂料
冲洗干净 ， 并 用纱 布 吸干 ， 与 原 漆 进 行 比较 ， 观察 颜
处， 从而起到 降低表面张力 的效果 。 值 得注意的是 ，
基材润湿剂 的加入量一定 要适 中， 过 多 的 基 材 润 湿 剂 会 形 成胶 束 ， 使 加 入 的 消泡 剂 有 一 部 分进 入 其 中 ，
色 和 光 泽 有 无 变 化 等 现 象 。抗 黏 连 性 极 限 测 试 方 法 如 下 ：在 ２ ０ ｃ ｍ×２ ０ ｃ ｍ的 榉 木 板 上 喷 涂 两 底 两 面 ， ３ ０ ℃强 制 干燥 １ ｈ ， 最后 １ 道 面漆干燥后 １ ． ５ ｈ ， 分 别 面对 面 、 背对面用 ２ Ｏ ｋ ｇ 的砝 码 压 于 其 上 ， ２ ４ ｈ 后 取 下 砝码 ， 观 察 涂膜 的黏 连情 况 。
醇 甲醚 ） ；紫外 线 吸收 剂 Ｔ ｉ ｎ ｕ ｖ ｉ ｎ ｌ １ ３ ０ ；杀菌 剂 ；水 等 。
水性聚氨酯涂料的合成
水性聚氨酯涂料的合成原理
水性聚氨酯涂料是一种能够在水中实现聚合反应而成的有机涂料，其核心原理为：使用形式为2-氨基乙烷(AA)、硬脂酸(HA)和聚氨酯(PU)的单体，利用活性水作为介质，以及由硬化剂产生的离子力与单体之间形成的弱离子交互作用，使各单体之间发生聚合反应。
聚合反应的具体过程如下：
1、聚氨酯的单体，如2-氨基乙烷、硬脂酸和聚氨酯，各自产生不同的离子，将其在活性水中混合，使其形成弱离子交互作用，使单体之间发生聚合反应。
2、在此过程中，水会吸收周围的气体，形成空气团，使得涂料表面获得不同程度的光泽和细节，实现不同的装饰效果。
3、硬化剂的反应速度较快，在聚合反应的过程中，不断释放出大量热量，使涂料在迅速凝固，形成牢固的保护膜，有效防止被污染。
4、最后，涂料中的水会被完全蒸发掉，形成牢固的保护膜，有效避免污染物侵入，实现长久耐用的装饰效果。
常用水性聚氨酯涂料配方
常用水性聚氨酯涂料配方
水性聚氨酯涂料是一种环保型涂料，具有良好的附着力、耐磨性、耐化学物质腐蚀、耐水性和气相透性等特点，被广泛应用于家具、建筑、汽车和木制品等领域。
以下是几种常用的水性聚氨酯涂料配方。
1.签发箱木器涂料：
-异丙醇：250克
-水：150克
-异六亚甲基二异氰酸酯：250克
-超稀的尿素醛树脂：20克
-环氧丙烷：5克
-搅拌20分钟
2.家具聚酯颜料涂料：
-赛白粉：50克
-环氧乙烷：100克
-偶乙烯二胺：100克
-福尔马林：100克
-含有聚酯树脂的溶剂：200克
-混合均匀
3.乳胶聚酯家具涂料：
-乳胶乳：150克
-聚酯树脂：70克
-聚醚：30克
-偶乙烯二胺：10克
-油漆稠化剂：10克
-搅拌均匀
4.汽车防腐聚酯漆配方：
-聚丙烯酸：400克
-聚醋酸乙烯酯单体：300克
-溶剂：50克
-铝粉：300克
-适量的颜料
-混合均匀后添加固化剂
5.木器底漆：
-乳胶乳：400克
-聚酯树脂：200克
-环氧底漆：100克
-偶乙烯二胺：10克
-钛白粉：150克
-油漆稠化剂：10克
-混合均匀
以上是几种常用的水性聚氨酯涂料配方，每种涂料的成分比例和配方可以根据具体需求进行微调。
值得注意的是，使用涂料时需严格按照产品说明书操作，确保操作安全和涂层质量。
双组分水性聚氨酯涂料
固化原理
双组分水性聚氨酯涂料的成膜主要包括物理干燥和化 学干燥两个过程，两组分在混合前，分别处于不同的相内， 混合时，通过机械搅拌，固化剂均匀分散在羟基丙烯酸分 散体中，形成均匀的单相体系，与此同时，水、羟基、 异 氰酸酯的反应竞争激烈，并且羟基与异氰酸酯的反应是立 即发生的，而水与异氰酸酯的反应在2h后开始发生的。
0.1～0.5
0.1～0.5 0.1～0.3 0.1～0.3 60 0.2～0.6 100
操作要点：将上述前5种 原料依次加入不锈钢桶砂磨机 研磨至细度≤20 μm为合 格。
涂料的配方与制备
• 水性涂料的制备
序号 1 原料名称 水性色浆 w/% 40
2
3 4 5 6
Bayhydrol A 145
增稠剂 脱泡剂 消泡剂 蒸馏水
根据P/B确定用量
0.2～0.6 0.1～0.3 0.1～0.3 调节黏度至出厂 值
将上述原料2、3、4和5 在低速搅拌下依次加入 上道工艺中已经分散好 的水性颜料色浆中，然 后加入适量的蒸馏水调 节涂料的黏度为涂-4杯 120～150s为合格，用 160目纱布过滤后，用塑 料桶包装，为A组分。
双组分水性聚氨酯
定义
双组分水性聚氨酯由含羟基树脂和多异氰酸酯预聚物 两组份组成，涂装后-OH和多异氰酸酯的-NCO在常温下交 联、固化，形成具有立体网络结构的交联涂膜。 根据含羟基组分的不同可分为丙烯酸聚氨酯、醇酸聚 氨酯、聚酯聚氨酯、聚醚聚氨酯、环氧聚氨酯等品种。
物化性能
具有优异的保色保光性，户外长期曝晒使用，不易变 色和失光，耐候性佳。同时，它具有耐磨性、耐化学品、 耐溶剂性能好，附着力突出等优点，其干燥性能极佳，特 别是固化温度低、交联速率快。
物化性能
常用水性聚氨酯涂料配方
常用水性聚氨酯涂料配方水性聚氨酯涂料是目前市场需求量较大的产品之一;它适用于热敏温度低于60—80℃常温交联固化的高、中档木器家具等;高档建筑装饰、高级汽车、飞机及航天器材等的中涂和表面涂装..产品配方：１、改性三聚体交联剂产品可由TDI、IPDI、MDI和XDI等异氰酸酯制造..其芳香族NCO反应温度在120—150℃;脂肪族NCO反应温度在150—200℃..它的最大优点是无黄变;水白透明;较适用于羧酸型等水性聚氨酯的常温交联剂..为增强综合性能;需采用两个NCO基团活性不同的二异氰酸酯;并要将反应中产生的端NCO用多元醇-羧酸反应掉;以利于胺中和及产物的水溶性..由于其熔点高;反应需分阶段在有机溶剂中进行;有机膦催化剂及120 ℃以上温度;异氰酸酯可发生自缩聚反应;生成三聚体化合物..其催化剂中戊杂环膦化氢是最有效的;反应温度低;收率可达90%;再用三聚催化法促进反应完全;并对残基进行封闭..产品配方：NCO：多元醇羧酸物质的量比为6：1：1.43..工艺步骤:多元醇-羧酸溶液制备;按配方将新戊二醇、苯偏三甲酸酐、DMPA、二甲苯、甲苯加入反应釜搅拌;升温至80 ℃;完成溶解后;升温至148 ℃回流脱水至透明后;过滤出料备用..亚胺预聚体的制备:按配方将二甲苯、甲苯加入反应釜;升温至148 ℃回流脱水后;加入10%磷酸甲苯液降温至120 ℃;通入氮气;将TDI、IPDI加入单体滴加釜;在2.5h内完成滴加后;升温至130 ℃反应1h;将10%戊杂环膦化氢液加入滴加釜;开始缓慢滴加;不断观察物料反应情况;防止爆聚;滴完在130℃反应2h、140 ℃1h、145 ℃30min;降温至70 ℃;将多元醇-羧酸液加入滴加釜开始滴加;滴完在70 ℃反应2—3h;检测NCO转化率达96%;加入10%醋酸锂液;此时有两种工艺:一是降温至25 ℃;静置7d;二是升温至80—90℃反应2—3h;测游离TDI在0.3%以下;加入10%对甲苯磺酸甲酯液、10%二甲基吡唑液升温至85 ℃反应20min;抽真空脱出2/3量的有机溶剂;再加入亲水溶剂调节固含量为50%;降温至50 ℃加入50%三乙胺水溶液、N-甲苯二乙醇胺调节pH值至8.5;升温到60 ℃反应至透明;降温到40 ℃出料.２、改性HDI缩二脲交联剂产品配方：NCO：H2O=3：1.1;NCO：OH=6：1;理论NCO含量=15.9%;采用分阶段聚合反应、中和法..工艺步骤:多元醇-羧酸溶液的制备;按配方将新戊二醇、偏苯三甲酸酐、DMPA、二甲苯、甲苯加入反应釜;升温至80℃溶解均匀;再升温至148 ℃回流脱水至透明无水后;降温至40 ℃出料备用..HDI预聚体制备:按配方将己二异氰酸酯、二甲苯加入反应釜;通入氮气;升温至65 ℃;加入10%磷酸甲苯液搅匀;将去离子水加入滴加釜开始滴加;反应自放热;控制自升温在80 ℃以下;完成滴加后;升温至90 ℃反应1h、120 ℃2h、130 ℃1h;降温至70 ℃;再将多元醇-羧酸液进入滴加釜开始滴加;滴完后在70 ℃反应2—3h、80 ℃1h;测游离HDI＜0.2%;抽真空脱出有机溶剂;加入亲水溶剂;调节固含量50%;降温至50 ℃加入50%三乙胺水溶液;调pH值8.4;升温到60℃反应至透明;降温到40 ℃过滤出料..３、改性TDI三聚体交联剂产品配方:NCO：OH物质的量比为6：1;采用三聚催化反应、终止反应、残基封闭法及分阶段反应..工艺步骤:多元醇-羧酸液的制备;按配方将三羟甲基丙烷、新戊二醇、偏苯三甲酸酐、DM-PA、醋酸丁酯、二甲苯加入反应釜搅拌;升温至80 ℃溶解均匀;再将其升温至148 ℃回流脱水至透明;降温到40 ℃过滤出料备用.. 三聚体制备:按配方将二甲苯、甲苯加入反应釜搅拌、升温至148 ℃回流脱完水后;降温至120 ℃;加入10%磷酸锂液搅匀;通氮气;将TDI加入单体滴加釜开始滴加;3h滴加完后;保温120 ℃反应2h、130 ℃1h;降温至65 ℃;将多元醇-羧酸液进入滴加釜开始滴加;反应自放热;控温在75 ℃以下;滴完;80 ℃保温2h;取样测游离TDI＜0.9%;加入10%磷酸甲苯液升温至85 ℃反应2h或降至25℃静置7d;检测游离TDI＜0.2%;加入10%硫酸二甲酯液、10%二甲基吡唑液升温至90℃反应15min;抽真空脱出有机溶剂;加入亲水溶剂调节固含量至50%;降温至50 ℃加入50%三乙胺水溶液、N-甲苯二乙醇胺调节pH值为8.4;升温到60 ℃反应至透明;降温至40 ℃出料..４、TDI/TMP加成、改性物交联剂产品配方:NCO：OH物质的量比为3：1;采用三聚催化反应、终止反应、残基封闭法..工艺步骤:多元醇-羧酸溶液的制备;按配方将TMP、新戊二醇、苯偏三甲酸酐、DMPA、醋酸丁酯加入反应釜搅拌升温至80 ℃溶解均匀;升温到140 ℃回流脱水至透明;降温至40 ℃;过滤出料备用.. 加成物制备:按配方将醋酸丁酯、甲苯进入反应釜搅拌升温至140 ℃回流脱水后;降温到60 ℃加入TDI;通入氮气;将多元醇-羧酸溶液加入滴加釜开始滴加;反应自放热;滴加要缓慢;控温在70 ℃以下滴完;加入10%磷酸甲苯液;70 ℃反应4—5h..检测NCO含量达13.1%;游离TDI在12.5%;加入10%三正丁基膦液搅匀;升温至85 ℃反应2—3h或降温至25 ℃;静置7d;取样检测游离TDI＜0.2%;加入10%苯甲酰氯液、10%二甲基吡唑液升温至90 ℃;反应15min;抽真空减压;脱出有机溶剂;加入亲水溶剂;调节固含量50%;降温至50 ℃加入50%三乙胺水溶液、N-甲苯二乙醇胺调节pH值为8.5;升温到60℃反应至透明;降温至40℃过滤出料..５、ＸＤＩ／TMP加成改性物;NCO交联剂产品配方:NCO:OH物质的量比=9:1;采用三聚催化、终止、残基封闭法..工艺步骤:参照第四的工艺步骤进行..6、改性TDI醇解油;NCO交联剂产品配方:油度86.4%;K值=0.93;醇超量R=1.17;NCO:1OH物质的量比=3含蓖麻油中羟基;采用三聚催化、终止、残基封闭法..工艺步骤:按配方将TDI、蓖麻油、新戊二醇加入反应釜;升温至120℃加入环烷酸钙;搅拌、升温至240℃;醇解反应2—3h;取样测试其透明度;合格后降温至180℃;加入苯偏三甲酸酐、DMPA反应40min;降温至120℃加入甲苯稀释;升温到134℃回流脱水;水脱尽后;降温至60℃;开始滴加TDI;2h滴完;加入10%磷酸甲苯液搅匀;升温至70℃反应3—4h;测试NCO 含量在12%、游离TDI在9.5%;加入10%烷基膦液搅匀;升温至80℃反应2—3h或降温至25℃静放7d;测试游离TDI＜0.3%;加入10%苯甲酰氯液、10%二甲基吡唑液搅匀升温至90℃反应15min;抽真空减压脱出全部甲苯;加入亲水溶剂;调整固体含量为50%;降温至50℃加入三乙胺、N-甲苯二乙醇胺;调整pH值为8.5;升温至60℃反应到透明;降温至40℃过滤;出料..7、水性聚酯聚氨酯产品配方甲组分:OH∶NCO物质的量比=1.5:1;K值=1.02;醇超量R=1.18..工艺步骤:按配方将新戊二醇、己二酸、苯偏三甲酸酐、DMPA加入反应釜;通入CO2气;升温至120℃;加入钛酸四异丙基酯;搅拌升温至180 ℃;反应2h后;每隔30min取样测试其酸值;直至达到79mgKOH/g;羟值达到79.5;降温至130℃加入二甲苯;升温至150℃回流脱水;脱尽后;抽真空回收二甲苯;降温至80 ℃加入丙酮进行稀释;保温在60℃;1.5h滴加TDI;滴完加入10%磷酸甲苯液搅匀;升温至70℃反应4—5h;测试游离TDI＜0.2%;加入50%苯酚甲苯液升温至80℃反应15min;再升温至90℃;蒸馏出1/2投料量的丙酮;70℃保温备用..在另一个装有快速搅拌的反应釜中;加入N-甲苯二乙醇胺、三乙胺、乙二胺、去离子水开动快速搅拌;将上述保温在70℃的物料;缓慢加入反应釜;在60℃进行中和反应透明后;升温至70℃;抽真空减压;蒸馏出余下的全部丙酮;降温至40℃;过滤;出料..8、水性豆油酸聚酯聚氨酯产品配方甲组分:OH∶NCO物质的量比=1:1.5;树脂K值=1.019;醇超量R=1.3、r=1.5;油度56%..工艺步骤:按配方将豆油脂肪酸、蓖麻油脂肪酸、季戊四醇、新戊二醇加入反应釜;通入CO2气;升温至120℃加入二月桂酸二丁基锡进行搅拌;升温至220℃;反应3h;降温至180℃加入间苯二甲酸、苯偏三甲酸酐、DMPA在180℃下反应2h后;每隔30min取样测试其酸值;直至达到75mgKOH/g;羟值为80;降温至120 ℃加入甲苯;升温至132℃回流脱水;脱尽后;降温至65℃加入10%苯酚甲苯液搅匀;将TDI加入单体滴加釜;开始滴加;1.5h滴完后;升温至70℃反应4h;80℃lh;测试游离TDI在0.2%;加入50%苯酚甲苯液搅匀;升温至90℃反应15min;进行真空减压脱出2/3的甲苯;加入异丁醇降温至50℃;加入三乙胺、二甲苯乙醇胺及1/3的去离子水;调整pH值为8.6;升温到60℃反应至透明;抽真空脱出全部甲苯;加入余下的去离子水;调整固含量50%;过滤;出料..9、水性菜油醇酸聚氨酯产品配方甲组分:OH∶NCO物质的量比=1:1.5;树脂K值=1.01;醇超量R=1.314;r=1.499;油度=55.2%;理论NCO含量=228%..工艺步骤:按配方将菜籽色拉油、蓖麻油脂肪酸、TMP、新戊二醇加入反应釜;通入CO2气;升温至120℃加入环烷酸锂搅拌;升温至230℃反应2～3h;测试醇解透明合格后;降温至180℃;加入苯二甲酸酐、苯偏三甲酸酐、DMPA;在180℃反应2h后;每隔30min;测试一次酸值;直至达到70mgKOH/g为止;然后降温至110℃加入甲苯;升温至132℃脱水;将水脱尽后;降温至65℃加入10%磷酸甲苯液搅匀;将TDI加入单体滴加釜;开始滴加;滴完后升温至70℃反应4—5h;80℃1h;测试游离TDI达到0.2%;加入50%苯酚甲苯液;升温至90℃反应15min;抽真空脱出1/3的甲苯;加入异丙醇;降温至50℃加入N-二甲基乙醇胺、三乙胺;及1/2的去离子水;调整pH值为8.6;升温到60℃反应至透明;抽真空脱出全部甲苯;加入余下的去离子水;调节固含量50%;过滤;出料..10、水性蓖麻油醇酸聚氨酯产品配方甲组分:OH∶NCO物质的量比=1：1.5;树脂K值=0197;醇超量R=1.23;r=1.36;油度=5514%;理论NCO含量=2.3%..工艺步骤:按配方将蓖麻油、甘油95%、新戊二醇加入反应釜;通入CO2气;升温至120℃加入一氧化铅搅拌;升温至230℃;反应2-3h;测试其醇解透明合格后;降温至180℃加入苯二甲酸酐、苯偏三甲酸酐、DMPA、松香二元醇;在180℃反应2h后;每隔30min测试酸值;直至达到80mgKOH/g为止;然后降温至110℃加入甲苯;升温到128回流脱水;脱尽后;加入10%磷酸甲苯液降温至65℃;用1.5h滴完TDI;升温至70℃反应4h;80℃1h;测试其游离TDI 达到0.2%;加入50%苯酚甲苯液;升温至95反应15min;抽真空脱出1/2量的甲苯;加入异丙醇;降温至50加入一乙醇胺、三乙胺及1/2量的去离子水;调整pH值为8.6;升温到60℃反应至透明;抽真空脱出全部甲苯;加入余下的去离子水;过滤;出料..。
水性聚氨酯薄涂产品说明书
水性聚氨酯薄涂产品说明书水性聚氨酯薄涂产品说明书一、产品简介水性聚氨酯薄涂是基于德国拜耳的水性聚氨酯产品的双组分水性聚氨酯涂料，具有优良的耐化学品性、柔韧性、耐磨性、抗刮伤性、耐候性，以及环境友好、VOC含量低、符合环保法规要求、容易施工等优点，可以生产不同光泽度的产品满足不同客户的需求。
二、产品组成水性聚氨酯薄涂是双组分涂料，分为A、B组分。
A由聚丙烯酸分散体、水、填料、助剂等组成。
B由改性脂肪族多异氰酸酯组成。
三、产品特性1.优异的耐磨性和耐热性2.优良的耐候性3.粘度低，容易施工4.附着力强5.光泽可调四、应用范围适用于对地面的美观、舒适有较高要求的场合，适用于对地坪的耐磨性、耐刻划性有较高要求的场合，适用于对地坪的耐化学品性能有较高要求的场合，包括：l 办公室、学校、图书馆、医院、体育场馆、展示室、餐厅、超市等民用地坪l 电器、电子、汽车、机械、铸造、纺织、化工、制药、食品、饮料、饲料、烟草等行业的实验室、生产车间、包装区域、仓库等工业地坪。
五、技术参数序号项目指标检验方法1容器中状态搅拌混合均匀后无硬块目测2涂膜外观涂膜平整光滑、无气泡目测3干燥时间，h 表干≤4GB/T 1728-1979,温度为23±实干≤482℃，湿度为(50±5)%4固含量≥45%GB 1725-197 9，120℃烘2h5挥发性有机化合物（VOC）质量浓度（g/L）≤100GB/T 22374-20086光泽（60°）≤光泽可调节GB/T 9754-19 887柔韧性，mm1GB/T 1731-19 938附着力，级（划格试验）≤1GB/T 9286-19 989硬度≥2H GB/T 6739-19 9610粘度，mPa2s200~500GB/T 7193.1-198711耐冲击性50cm通过GB/T 1732-19 9312耐磨性（CS17,750g,500r）,g≤0.06GB/T 1768-19 79 13耐水性，7d 不起泡、不脱落，允许轻微变色GB/T 1733-199314耐盐水性（3%NaCl）,7d 不起泡、不脱落，允许轻微变色GB/T 9274-198815耐汽油性，120# 72h 不起泡、不脱落，允许轻微变色GB/T 1734-199316耐10% NaOH 48h 不起泡、不脱落，允许轻微变色GB/T 9274-198817耐10% HCl 48h 不起泡、不脱落，允许轻微变色GB/T 9274-198818耐人工气候老化性（400h）不起泡、不剥落、无裂纹；粉化≤1级，ΔE≤6.0GB/T 22374-2008六、施工参数混合比例：A : B = 8: 1适用时间：1小时，要求涂料在1小时内使用完。
水性聚氨酯涂料的配方
水性聚氨酯涂料的配方
引言
水性聚氨酯涂料具有环保、耐候性好、施工方便等优点，因此在建筑、汽车、家具等领域得到广泛应用。
本文将介绍一种常见的水性聚氨酯涂料的配方，以供参考。
配方材料
以下是制作水性聚氨酯涂料所需的主要材料：
1. 聚氨酯树脂：负责提供涂料的强度和耐候性，可根据需要选择不同牌号和型号的聚氨酯树脂。
2. 溶剂：用于调节涂料的粘度和干燥速度，常见的溶剂有水、醇类和酮类。
3. 交联剂：用于促进聚氨酯树脂的固化和硬化，提高涂料的耐磨性和耐化学品性能。
4. 填料：可根据需要添加适量的填料，如硅酸盐和纳米颗粒，用于改善涂料的性能和增加涂层的厚度。
5. 助剂：用于改善涂料的流动性、抗沉降性和分散性，例如分散剂、稳定剂等。
配方步骤
以下是制作水性聚氨酯涂料的一般步骤：
1. 根据配方比例将聚氨酯树脂和溶剂混合，并充分搅拌均匀，直至溶解。
2. 将交联剂逐步加入混合物中，并搅拌均匀，以促进固化和硬化反应。
3. 根据需要，逐步加入填料，并边加入边搅拌均匀，确保填料均匀分散在涂料中。
4. 最后，添加助剂以改善涂料的流动性和稳定性，充分搅拌均匀。
总结
水性聚氨酯涂料的配方包括聚氨酯树脂、溶剂、交联剂、填料和助剂。
通过合理调配这些材料，并按照一定步骤混合搅拌，可以
制备出具有优异性能的水性聚氨酯涂料。
具体的配方比例和工艺参数应根据具体的应用场景和要求来确定。
水性聚氨酯制备工艺流程
水性聚氨酯制备工艺流程
水性聚氨酯（Waterborne Polyurethane）是一种环保型的涂料，广泛应用于家具、汽车、建筑、包装等领域。
下面介绍水性聚氨酯的制备工艺流程。
首先，准备原料。
水性聚氨酯的制备需要以下原料：聚醚多元醇、聚酯多元醇、异免分散剂、链延长剂、溶剂和助剂等。
第二步，制备预聚体。
将聚醚多元醇、聚酯多元醇和异免分散剂按照一定比例混合加热，加入催化剂进行反应，形成预聚体。
第三步，加入链延长剂。
将预聚体加热至一定温度，再加入链延长剂，如乙二胺等，进行链延长反应。
链延长剂的选择应根据所需产品的性能要求。
第四步，添加溶剂和助剂。
将制得的聚氨酯溶于溶剂中，并适量添加助剂，如消泡剂、增稠剂和防霉剂等，以提升产品的性能。
第五步，调整pH值。
通过添加酸碱调节剂，调节溶液的pH 值，使其处于适宜的范围内，一般为8-9。
第六步，过滤和检测。
将制备好的水性聚氨酯涂料进行过滤处理，去除其中的杂质，确保产品质量。
同时，进行相应的检测，如粘度、固含量和粒径等。
第七步，包装和储存。
将制备好的水性聚氨酯涂料装入适当的
容器中，密封保存。
在储存过程中，应避免阳光直射和高温环境，以防止涂料的质量受到影响。
总结起来，水性聚氨酯的制备工艺流程包括原料准备、制备预聚体、加入链延长剂、添加溶剂和助剂、调整pH值、过滤和检测、包装和储存等步骤。
在制备过程中，需要注意控制各个环节的条件，保证产品的质量和性能。
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水性聚氨酯涂料是目前市场需求量较大的产品之一, 它适用于热敏温度低于(60 —80) ℃常温交联固化的高、中档木器(家具等), 高档建筑装饰、高级汽车、飞机及航天器材等的中涂和表面涂装。
产品配方：1、改性三聚体交联剂产品可由TDI 、IPDI 、MD I 和XDI 等异氰酸酯制造。
其芳香族NCO 反应温度在(120—150) ℃ ，脂肪族NCO 反应温度在(150—200) ℃。
它的最大优点是无黄变, 水白透明, 较适用于羧酸型等水性聚氨酯的常温交联剂。
为增强综合性能, 需采用两个NCO 基团活性不同的二异氰酸酯,并要将反应中产生的端NCO 用多元醇- 羧酸反应掉, 以利于胺中和及产物的水溶性。
由于其熔点高,反应需分阶段在有机溶剂中进行, 有机膦催化剂及120 ℃ 以上温度, 异氰酸酯可发生自缩聚反应,生成三聚体化合物。
其催化剂中戊杂环膦化氢是最有效的, 反应温度低, 收率可达90 % , 再用三聚催化法促进反应完全, 并对残基进行封闭。
产品配方：NCO ：多元醇羧酸( 物质的量比) 为6：1：1.43。
工艺步骤: 多元醇- 羧酸溶液制备, 按配方将新戊二醇、苯偏三甲酸酐、DMPA 、二甲苯、甲苯加入反应釜搅拌,升温至80 ℃ , 完成溶解后, 升温至148 ℃ 回流脱水至透明后, 过滤出料备用。
亚胺预聚体的制备: 按配方将二甲苯、甲苯加入反应釜, 升温至148 ℃ 回流脱水后, 加入10 % 磷酸( 甲苯) 液降温至120 ℃ , 通入氮气, 将TD I 、IPDI 加入单体滴加釜, 在2 . 5h 内完成滴加后, 升温至130 ℃ 反应1h , 将10 % 戊杂环膦化氢液加入滴加釜, 开始缓慢滴加, 不断观察物料反应情况, 防止爆聚, 滴完在130℃ 反应2h 、140 ℃ 1h 、145 ℃ 30min , 降温至70 ℃ , 将多元醇- 羧酸液加入滴加釜开始滴加,滴完在70 ℃ 反应(2—3) h , 检测NCO 转化率达96 % , 加入10 % 醋酸锂液, 此时有两种工艺: 一是降温至25 ℃ , 静置7d ; 二是升温至(80—90) ℃ 反应(2—3) h , 测游离TD I 在0.3% 以下, 加入10 % 对甲苯磺酸甲酯液、10 % 二甲基吡唑液升温至85 ℃ 反应20min , 抽真空脱出2/3量的有机溶剂, 再加入亲水溶剂调节固含量为50 % , 降温至50 ℃ 加入50 % 三乙胺水溶液、N-甲苯二乙醇胺调节p H 值至8.5 , 升温到60 ℃ 反应至透明, 降温到40 ℃ 出料。
2、改性HDI 缩二脲交联剂产品配方：NCO：H2O = 3：1.1， NCO：OH =6：1, 理论NCO 含量= 15.9 % , 采用分阶段聚合反应、中和法。
工艺步骤: 多元醇- 羧酸溶液的制备, 按配方将新戊二醇、偏苯三甲酸酐、DMPA 、二甲苯、甲苯加入反应釜, 升温至80℃ 溶解均匀, 再升温至148 ℃ 回流脱水至透明无水后, 降温至40 ℃ 出料备用。
HDI 预聚体制备: 按配方将己二异氰酸酯、二甲苯加入反应釜, 通入氮气, 升温至65 ℃ , 加入10 % 磷酸(甲苯) 液搅匀, 将去离子水加入滴加釜开始滴加, 反应自放热, 控制自升温在80 ℃ 以下, 完成滴加后, 升温至90 ℃反应1h 、120 ℃ 2h 、130 ℃ 1h , 降温至70 ℃ , 再将多元醇- 羧酸液进入滴加釜开始滴加,滴完后在70 ℃ 反应(2 —3) h 、80 ℃ 1h , 测游离HDI＜0.2 % , 抽真空脱出有机溶剂,加入亲水溶剂, 调节固含量50 % , 降温至50 ℃ 加入50 % 三乙胺水溶液, 调p H 值8.4 , 升温到60℃反应至透明, 降温到40 ℃ 过滤出料。
3、改性TD I 三聚体交联剂产品配方:NCO：OH ( 物质的量比) 为6：1, 采用三聚催化反应、终止反应、残基封闭法及分阶段反应。
工艺步骤: 多元醇- 羧酸液的制备, 按配方将三羟甲基丙烷、新戊二醇、偏苯三甲酸酐、DM - PA、醋酸丁酯、二甲苯加入反应釜搅拌, 升温至80 ℃ 溶解均匀, 再将其升温至148 ℃ 回流脱水至透明, 降温到40 ℃过滤出料备用。
三聚体制备: 按配方将二甲苯、甲苯加入反应釜搅拌、升温至148 ℃ 回流脱完水后, 降温至120 ℃，加入10 %磷酸锂液搅匀, 通氮气, 将TDI 加入单体滴加釜开始滴加, 3h 滴加完后, 保温120 ℃ 反应2h 、130 ℃ 1h, 降温至65 ℃ , 将多元醇- 羧酸液进入滴加釜开始滴加, 反应自放热, 控温在75 ℃ 以下, 滴完, 80 ℃保温2h , 取样测游离TDI＜0.9 % , 加入10 % 磷酸甲苯液升温至85 ℃ 反应2h ( 或降至25℃ 静置7d) , 检测游离TDI＜0.2 % , 加入10 % 硫酸二甲酯液、10 % 二甲基吡唑液升温至90℃反应15min , 抽真空脱出有机溶剂, 加入亲水溶剂调节固含量至50 % , 降温至50 ℃ 加入50 %三乙胺水溶液、N - 甲苯二乙醇胺调节p H 值为8 . 4 , 升温到60 ℃ 反应至透明, 降温至40 ℃ 出料。
4、TD I/ TMP 加成、改性物交联剂产品配方:NCO：OH ( 物质的量比) 为3：1 , 采用三聚催化反应、终止反应、残基封闭法。
工艺步骤: 多元醇- 羧酸溶液的制备, 按配方将TMP 、新戊二醇、苯偏三甲酸酐、DMPA、醋酸丁酯加入反应釜搅拌升温至80 ℃ 溶解均匀, 升温到140 ℃ 回流脱水至透明, 降温至40 ℃ , 过滤出料备用。
加成物制备: 按配方将醋酸丁酯、甲苯进入反应釜搅拌升温至140 ℃ 回流脱水后, 降温到60 ℃ 加入TDI ,通入氮气, 将多元醇- 羧酸溶液加入滴加釜开始滴加, 反应自放热, 滴加要缓慢, 控温在70 ℃ 以下滴完, 加入10%磷酸甲苯液, 70 ℃ 反应(4—5) h 。
检测NCO 含量达13.1 % , 游离TDI在12.5 % ,加入10 % 三正丁基膦液搅匀, 升温至85 ℃ 反应(2—3) h( 或降温至25 ℃ , 静置7d),取样检测游离TDI＜0.2 % , 加入10 % 苯甲酰氯液、10% 二甲基吡唑液升温至90 ℃ ,反应15min , 抽真空减压, 脱出有机溶剂, 加入亲水溶剂, 调节固含量50% , 降温至50 ℃ 加入50% 三乙胺水溶液、N-甲苯二乙醇胺调节p H 值为8.5 , 升温到60℃ 反应至透明, 降温至40℃ 过滤出料。
5、XDI／TMP 加成改性物, NCO 交联剂产品配方:NCO:OH ( 物质的量比) = 9:1 , 采用三聚催化、终止、残基封闭法。
工艺步骤: 参照第四的工艺步骤进行。
6、改性TD I 醇解油, NCO 交联剂产品配方:油度86.4 % , K 值= 0.93 , 醇超量R = 1.17 , NCO:1OH ( 物质的量比) = 3含蓖麻油中羟基), 采用三聚催化、终止、残基封闭法。
工艺步骤: 按配方将TD I 、蓖麻油、新戊二醇加入反应釜, 升温至120℃ 加入环烷酸钙, 搅拌、升温至240℃ ,醇解反应(2—3) h , 取样测试其透明度, 合格后降温至180℃ , 加入苯偏三甲酸酐、DMPA 反应40min ,降温至120℃ 加入甲苯稀释, 升温到134℃ 回流脱水, 水脱尽后, 降温至60℃ , 开始滴加TDI , 2h滴完, 加入10% 磷酸甲苯液搅匀, 升温至70℃ 反应(3—4)h , 测试NCO 含量在12% 、游离TDI 在9.5 % , 加入10% 烷基膦液搅匀, 升温至80℃ 反应(2—3)h( 或降温至25℃静放7d) , 测试游离TDI＜0.3% , 加入10% 苯甲酰氯液、10% 二甲基吡唑液搅匀升温至90℃反应15min , 抽真空减压脱出全部甲苯, 加入亲水溶剂, 调整固体含量为50% , 降温至50℃ 加入三乙胺、N -甲苯二乙醇胺, 调整p H 值为8.5 , 升温至60℃ 反应到透明, 降温至40℃ 过滤, 出料。
7、水性聚酯聚氨酯产品配方( 甲组分): OH ∶ NCO ( 物质的量比) = 1.5:1 , K 值= 1.02 ,醇超量R = 1.18。
工艺步骤: 按配方将新戊二醇、己二酸、苯偏三甲酸酐、DMPA 加入反应釜, 通入CO2 气, 升温至120℃ ,加入钛酸四异丙基酯, 搅拌升温至180 ℃ , 反应2h 后, 每隔30min 取样测试其酸值, 直至达到79mg KOH/ g , 羟值达到79.5 , 降温至130℃ 加入二甲苯, 升温至150℃ 回流脱水, 脱尽后, 抽真空回收二甲苯,降温至80 ℃ 加入丙酮进行稀释, 保温在60℃ ,1.5h 滴加TDI , 滴完加入10% 磷酸( 甲苯)液搅匀, 升温至70℃ 反应(4—5)h , 测试游离TDI＜0.2% , 加入50% 苯酚( 甲苯)液升温至80℃ 反应15min , 再升温至90℃ , 蒸馏出1/2 投料量的丙酮, 70℃保温备用。
在另一个装有快速搅拌的反应釜中, 加入N- 甲苯二乙醇胺、三乙胺、乙二胺、去离子水开动快速搅拌, 将上述保温在70℃ 的物料, 缓慢加入反应釜, 在60℃ 进行中和反应透明后, 升温至70℃ , 抽真空减压, 蒸馏出余下的全部丙酮,降温至40℃ , 过滤, 出料。
8、水性豆油酸聚酯聚氨酯产品配方( 甲组分): OH ∶ NCO ( 物质的量比) =1:1.5 , 树脂K 值= 1.019 ,醇超量R= 1.3 、r =1.5 , 油度56%。
工艺步骤: 按配方将豆油脂肪酸、蓖麻油脂肪酸、季戊四醇、新戊二醇加入反应釜, 通入CO 2 气, 升温至120℃加入二月桂酸二丁基锡进行搅拌, 升温至220℃ , 反应3h , 降温至180℃ 加入间苯二甲酸、苯偏三甲酸酐、DMPA在180℃ 下反应2h 后, 每隔30min 取样测试其酸值, 直至达到75mg KOH/g , 羟值为80 ,降温至120 ℃ 加入甲苯, 升温至132℃ 回流脱水, 脱尽后, 降温至65℃ 加入10% 苯酚甲苯液搅匀,将TDI 加入单体滴加釜, 开始滴加,1.5h 滴完后, 升温至70℃ 反应4h , 80℃ lh , 测试游离TDI 在0.2 % , 加入50% 苯酚( 甲苯) 液搅匀, 升温至90℃ 反应15min , 进行真空减压脱出2/3 的甲苯, 加入异丁醇降温至50℃ , 加入三乙胺、二甲苯乙醇胺及1/3 的去离子水, 调整p H 值为8.6 ,升温到60℃ 反应至透明, 抽真空脱出全部甲苯, 加入余下的去离子水, 调整固含量50% , 过滤, 出料。