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, 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 常温交联固化的高、 中档木器( 热敏温度低于(60 — 80) ℃常温交联固化的高、 中档木器(家具 高档建筑装饰、高级汽车、 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。 面涂装。 产品配方： 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。 反应温度在(120 (120— 异氰酸酯制造。其芳香族 NCO 反应温度在(120—150) ℃，脂肪 反应温度在(150 (150— 它的最大优点是无黄变, 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。 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, 基团活性不同的二异氰酸酯, 合性能, 需采用两个 NCO 基团活性不同的二异氰酸酯,并要将 用多元醇- 羧酸反应掉, 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, 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, 以上温度, 异氰酸酯可发生自缩聚反应, 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, 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, 再用三聚催化法促进反应完全, 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。 残基进行封闭。 产品配方： NCO ： 多元醇羧酸( 物质的量比) 1.43。 产品配方： 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、 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、 二甲苯、甲苯加入反应釜搅拌, 偏三甲酸酐、DMPA 、二甲苯、甲苯加入反应釜搅拌,升温至 完成溶解后, 回流脱水至透明后, 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、 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 回流脱水后, 磷酸( 甲苯) 釜, 升温至 148 ℃回流脱水后, 加入 10 % 磷酸( 甲苯) 液降温 通入氮气, 加入单体滴加釜, 至 120 ℃ , 通入氮气, 将 TD I 、 IPDI 加入单体滴加釜, 在 2 . 内完成滴加后, 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, 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, 30℃ 防止爆聚, 滴完在 130℃反应 2h 、 140 ℃ 1h 、 145 ℃ 30min , 将多元醇- 羧酸液加入滴加釜开始滴加, 降温至 70 ℃ , 将多元醇- 羧酸液加入滴加釜开始滴加,滴完 反应(2 (2— 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: 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 (80— 反应(2 (2— 以下, 升温至(80—90) ℃反应(2—3) h , 测游离 TD I 在 0.3% 以下, 对甲苯磺酸甲酯液、 加入 10 % 对甲苯磺酸甲酯液、10 % 二甲基吡唑液升温至 85 ℃ 量的有机溶剂, 反应 20min , 抽线 量的有机溶剂, 再加入亲水溶剂 三乙胺水溶液、 调节固含量为 50 % , 降温至 50 ℃加入 50 % 三乙胺水溶液、 反应至透明, N-甲苯二乙醇胺调节 p H 值至 8.5 , 升温到 60 ℃反应至透明, 出料. 降温到 40 ℃出料. ２、改性 HDI 缩二脲交联剂 产品配方：NCO： 3：1.1， NCO： =6： 产品配方：NCO：H2O = 3：1.1， NCO：OH =6：1, 理论 NCO 含量= 采用分阶段聚合反应、中和法。 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、 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、 二甲苯、甲苯加入反应釜, 80℃ 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, 回流脱水至透明无水后 水后, 溶解均匀, 再升温至 148 ℃回流脱水至透明无水后, 降温至 出料备用。 预聚体制备: 按配方将己二异氰酸酯、 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, 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, (甲苯) 液搅匀, 将去离子水加入滴加釜开始滴加, 反应自放热, 以下, 完成滴加后, 控制自升温在 80 ℃以下, 完成滴加后, 升温至 90 ℃反应 1h 、 再将多元醇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, 反应(2 液进入滴加釜开始滴加,滴完后在 70 ℃反应(2 —3) h 、80 ℃ HDI＜ 抽真空脱出有机溶剂,加入亲水溶剂, 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 三乙胺水溶液, 调节固含量 50 % , 降温至 50 ℃加入 50 % 三乙胺水溶液, 调 p 60℃反应至透明, 过滤出料。 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 :NCO： 物质的量比) 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。 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, 工艺步骤: 多元醇- 羧酸液的制备, 按配方将三羟甲基丙 新戊二醇、偏苯三甲酸酐、 PA、醋酸丁酯、 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, 溶解均匀, 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, 过滤出料备用。 三聚体制备: 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、 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, %磷酸锂液搅匀 通氮气, 磷酸锂液搅匀, 完水后, 降温至 120 ℃，加入 10 %磷酸锂液搅匀, 通氮气, 将 加入单体滴加釜开始滴加, 滴加完后, TDI 加入单体滴加釜开始滴加, 3h 滴加完后, 保温 120 ℃反应 将多元醇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, 以下, 滴完, 釜开始滴加, 反应自放热, 控温在 75 ℃以下, 滴完, 80 ℃保 TDI＜ 温 2h , 取样测游离 TDI＜0.9 % , 加入 10 % 磷酸甲苯液升温 25℃ TDI＜ 至 85 ℃反应 2h ( 或降至 25℃静置 7d) , 检测游离 TDI＜0.2 % , 硫酸二甲酯液、 90℃ 加入 10 % 硫酸二甲酯液、10 % 二甲基吡唑液升温至 90℃反应 抽线min , 抽真空脱出有机溶剂, 加入亲水溶剂调节固含量至 %三乙胺水溶液 三乙胺水溶液、 50 % , 降温至 50 ℃加入 50 %三乙胺水溶液、N - 甲苯二乙醇 反应至透明, 胺调节 p H 值为 8 . 4 , 升温到 60 ℃反应至透明, 降温至 40 ℃ 出料。 出料。 加成、 ４、TD I/ TMP 加成、改性物交联剂 产品配方: NCO： 物质的量比) 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。 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, 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、 戊二醇、苯偏三甲酸酐、DMPA、醋酸丁酯加入反应釜搅拌升温至 溶解均匀, 回流脱水至透明, 80 ℃溶解均匀, 升温到 140 ℃回流脱水至透明, 降温至 过滤出料备用。 加成物制备: 按配方将醋酸丁酯、 40 ℃ , 过滤出料备用。 加成物制备: 按配方将醋酸丁酯、 回流脱水后, 甲苯进入反应釜搅拌升温至 140 ℃回流脱水后, 降温到 60 ℃ ,通入氮气 将多元醇- 羧酸溶液加入滴加釜开始滴加, 通入氮气, 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, 以下滴完, 10%磷 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, 反应(4 (4— 酸甲苯液, 70 ℃反应(4—5) h 。检测 NCO 含量达 13.1 % , 游 ,加入 三正丁基膦液搅匀, 离 TDI 在 12.5 % ,加入 10 % 三正丁基膦液搅匀, 升温至 85 ℃ 反应(2 (2— 7d),取样检测游离 反应(2—3) h( 或降温至 25 ℃ , 静置 7d),取样检测游离 TDI 苯甲酰氯液、 ＜0.2 % , 加入 10 % 苯甲酰氯液、10% 二甲基吡唑液升温至 抽真空减压, 脱出有机溶剂, 90 ℃ ,反应 15min , 抽真空减压, 脱出有机溶剂, 加入亲水溶 三乙胺水溶液、 剂, 调节固含量 50% , 降温至 50 ℃加入 50% 三乙胺水溶液、 60℃反应至透明, N-甲苯二乙醇胺调节 p H 值为 8.5 , 升温到 60℃反应至透明, 40℃过滤出料。 降温至 40℃过滤出料。 ５、ＸＤＩ／TMP 加成改性物, NCO 交联剂 、ＸＤＩ／TMP 加成改性物, 产品配方: 物质的量比) 采用三聚催化、 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。 终止、残基封闭法。 工艺步骤: 参照第四的工艺步骤进行。 工艺步骤: 参照第四的工艺步骤进行。 醇解油, 6、改性 TD I 醇解油, NCO 交联剂 产品配方: 产品配方: 油度 86.4 % , K 值= 0.93 , 醇超量 R = 1.17 , 物质的量比) 含蓖麻油中羟基), 采用三聚催化、 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。 终止、残基封闭法。 工艺步骤: 蓖麻油、 新戊二醇加入反应釜, 工艺步骤: 按配方将 TD I 、 蓖麻油、 新戊二醇加入反应釜, 120℃加入环烷酸钙, 搅拌、 240℃ 醇解反应(2 升温至 120℃加入环烷酸钙, 搅拌、升温至 240℃ ,醇解反应(2 取样测试其透明度, 180℃ —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、 ,降温至 120℃加入甲苯稀释, 三甲酸酐、DMPA 反应 40min ,降温至 120℃加入甲苯稀释, 升温 134℃回流脱水, 水脱尽后, 60℃ 到 134℃回流脱水, 水脱尽后, 降温至 60℃ , 开始滴加 TDI , 滴完, 磷酸甲苯液搅匀, 70℃反应(3 (3— 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, 80℃反应(2 (2— 25℃ 液搅匀, 升温至 80℃反应(2—3)h( 或降温至 25℃静放 7d) , TDI＜ 苯甲酰氯液、 测试游离 TDI＜0.3% , 加入 10% 苯甲酰氯液、10% 二甲基吡唑 90℃ 抽真空减压脱出全部甲苯, 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, 50℃加入三乙胺、 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, 60℃反应到透明, -甲苯二乙醇胺, 调整 p H 值为 8.5 , 升温至 60℃反应到透明, 40℃过滤, 出料。 降温至 40℃过滤, 出料。 7、水性聚酯聚氨酯 产品配方( 甲组分): 物质的量比) 产品配方( 甲组分): OH ∶ NCO ( 物质的量比) = 1.5:1 , ,醇超量 1.18。 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、 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, 120℃ 加入钛酸四异丙基 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, 130℃ 酸值, 直至达到 79mg KOH/ g , 羟值达到 79.5 , 降温至 130℃ 加入二甲苯, 150℃回流脱水, 脱尽后, 加入二甲苯, 升温至 150℃回流脱水, 脱尽后, 抽真空回收二 甲苯, 加入丙酮进行稀释, 60℃ 甲苯,降温至 80 ℃加入丙酮进行稀释, 保温在 60℃ ,1.5h 滴 磷酸( 甲苯)液搅匀, 70℃ 加 TDI , 滴完加入 10% 磷酸( 甲苯)液搅匀, 升温至 70℃反应 (4— TDI＜ 苯酚( 甲苯) (4—5)h , 测试游离 TDI＜0.2% , 加入 50% 苯酚( 甲苯)液升温 80℃ 90℃ 投料量的丙 至 80℃反应 15min , 再升温至 90℃ , 蒸馏出 1/2 投料量的丙 70℃保温备用。在另一个装有快速搅拌的反应釜中, 酮, 70℃保温备用。在另一个装有快速搅拌的反应釜中, 加入 甲苯二乙醇胺、 三乙胺、 乙二胺、 去离子水开动快速搅拌, N- 甲苯二乙醇胺、 三乙胺、 乙二胺、 去离子水开动快速搅拌, 将 70℃的物料, 缓慢加入反应釜, 60℃ 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, 70℃ 抽真空减压, 应透明后, 升温至 70℃ , 抽真空减压, 蒸馏出余下的全部丙 40℃ 过滤, 出料。 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): 物质的量比) 产品配方( 甲组分): OH ∶ NCO ( 物质的量比) =1:1.5 , ,醇超量 56%。 树脂 K 值= 1.019 ,醇超量 R= 1.3 、r =1.5 , 油度 56%。 工艺步骤: 配方将豆油脂肪酸、 蓖麻油脂肪酸、 季戊四醇、 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, 120℃ 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, 220℃ 180℃ 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、 180℃ 加入间苯二甲酸、 苯偏三甲酸酐、 DMPA 在 180℃下反应 2h 后, 每 取样测试其酸值, 隔 30min 取样测试其酸值, 直至达到 75mg KOH/g , 羟值为 80 , 加入甲苯, 132℃回流脱水, 脱尽后, 降温至 120 ℃加入甲苯, 升温至 132℃回流脱水, 脱尽后, 降 65℃ 苯酚甲苯液搅匀, 加入单体滴加釜, 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, 70℃ 80℃ 开始滴加,1.5h 滴完后, 升温至 70℃反应 4h , 80℃ lh , 测试 苯酚( 甲苯) 液搅匀, 游离 TDI 在 0.2 % , 加入 50% 苯酚( 甲苯) 液搅匀, 升温至 90℃ 的甲苯, 90℃反应 15min , 进行线 的甲苯, 加入异丁醇 50℃ 加入三乙胺、 的去离子水, 降温至 50℃ , 加入三乙胺、二甲苯乙醇胺及 1/3 的去离子水, ,升温到 60℃反应至透明, 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, 过滤, 出料。 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): 物质的量比) 产品配方( 甲组分): OH ∶ NCO ( 物质的量比) =1:1.5 , ,醇超 醇超量 油度= 树脂 K 值=1.01 ,醇超量 R= 1.314 , r= 1.499 , 油度= 55.2% , 含量= 理论 NCO 含量= 228% 。 工艺步骤: 按配方将菜籽( 色拉) 蓖麻油脂肪酸、 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, 120℃ 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, 230℃反应(2 测试醇解透明合格后, 锂搅拌, 升温至 230℃反应(2 ～ 3)h , 测试醇解透明合格后, 180℃ 加入苯二甲酸酐、 苯偏三甲酸酐、 180℃ 降温至 180℃ ,加入苯二甲酸酐、 苯偏三甲酸酐、 DMPA , 在 180℃ 测试一次酸值, 反应 2h 后, 每隔 30min , 测试一次酸值,直至达到 70mg KOH/ g 为止, 110℃加入甲苯, 升温至 132℃脱水, 为止, 然后降温至 110℃加入甲苯, 升温至 132℃脱水, 将水脱 尽后, 65℃ 磷酸( 甲苯) 液搅匀, 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, 70℃反应(4 (4— 单体滴加釜, 开始滴加, 滴完后升温至 70℃反应(4—5) ,80℃ 苯酚( h ,80℃ 1h , 测试游离 TDI 达到 0.2 % , 加入 50% 苯酚( 甲 90℃ 的甲苯, 苯) 液, 升温至 90℃反应 15min , 抽线 的甲苯, 加 入异丙醇, 50℃ 二甲基乙醇胺、 三乙胺, 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, 60℃反应至透明, 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, 真空脱出全部甲苯, 加入余下的去离子水,调节固含量 50% , 过 出料。 滤, 出料。 10、 10、水性蓖麻油醇酸聚氨酯 产品配方(甲组分): OH∶ 物质的量比) =1： 产品配方(甲组分): OH∶NCO ( 物质的量比) =1：1.5 , 树 油度=5514% 脂 K 值=0197 , 醇超量 R= 1.23, r= 1.36, 油度=5514% , 理论 含量= 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 工艺步骤: 按配方将蓖麻油、 甘油(95%) 、 应釜, 120℃加入一氧化铅搅拌, 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 (2测试其醇解透明合格后, 180℃ 230℃, 反应(2-3) h , 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、 180℃ 加入苯二甲酸酐、 苯偏三甲酸酐、 DMPA 、 香二元醇, 在 180℃ 松香二元醇, 测试酸值, 为止, 反应 2h 后, 每隔 30min 测试酸值,直至达到 80mg KOH/g 为止, 110℃加入甲苯, 回流脱水, 脱尽后, 然后降温至 110℃加入甲苯, 升温到 128 回流脱水, 脱尽后, 10%磷酸甲苯液降温至 65℃ 加入 10%磷酸甲苯液降温至 65℃, 用 1.5h 滴完 TDI , 升温至 70℃ 80℃ 70℃反应 4h , 80℃1h , 测试其游离 TDI 达到 0.2 % , 加入 50% 苯酚(甲苯) 苯酚(甲苯) 液, 升温至 95 反应 15min , 抽线 量 的甲苯,加入异丙醇, 加入一乙醇胺、 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, ,升温到 60℃反应至透明, 量的去离子水, 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, 过滤, 出料。 真空脱出全部甲苯, 加入余下的去离子水, 过滤, 出料。
