[發明專利]自消泡水性聚氨酯乳液

有效

• 申請號: 201310464367.4
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN103539916A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 虞明東;任天翔;王玉春
• 申請（專利權）人: 上海乘鷹新材料有限公司
• 主分類號: C08G18/61
• 分類號: C08G18/61;C08G18/66;C08G18/12;C09D175/06;C09D175/08
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 牛山;陳少凌

技術領域

本發明涉及聚氨酯乳液的技術領域，具體涉及一種自消泡水性聚氨酯乳液。

背景技術

隨著人類生活質量的提高，環保法規越來越嚴格，各種環保條例法規對揮發性有機化合物(VOC)的排放量、有害溶劑的含量都有嚴格限制。水性聚氨酯乳液由于其以水為分散介質，具有無毒、不污染環境、不易燃燒、節能、安全可靠等優點，因此近年來水性聚氨酯乳液涂料獲得了廣泛的關注。在產業化方面，國外在20世紀80年代初已經形成一定生產規模。如德國拜耳公司、日本大油墨公司、美國的Wyandotte化學公司等都推出了不同牌號的水性聚氨酯乳液產品。進入20世紀90年代后，國內的水性聚氨酯乳液裝置相繼投入生產，但規模都不大，品種也較為單一。進入21世紀后，國內水性聚氨酯乳液的應用領域不斷擴大，水性聚氨酯乳液的生產廠家不斷增加，水性聚氨酯產業的發展也進入一個新的發展階段。

隨聚氨酯乳液的使用推廣，聚氨酯水乳液消泡問題日益突出，在涂刷上機過程中易產生大量泡沫致使生產效率低下，而外加消泡劑消泡持久性不佳甚至因消泡劑與聚氨酯相容性不好而導致乳液的穩定性下降。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種無需外加消泡劑即能達到自消泡效果的自消泡水性聚氨酯乳液。本發明制備的聚氨酯水乳液可以很好的快速消泡甚至不起泡，克服了水性產品使用推廣過程中一大難題；本發明從聚氨酯的合成源頭著手，改變聚氨酯分子鏈段的化學結構，引入低表面能的硅，從而使乳液本身具備消泡能力，存在工藝簡單，結構易控，乳化方便，制得的水性聚氨酯具有較好的穩定性、優良的耐水性和耐溶劑性，具有廣泛的應用價值。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現：

本發明涉及一種自消泡水性聚氨酯乳液，所述乳液是通過包含如下步驟的方法制備而得的：

步驟A、將大分子多元醇真空加熱到110～140℃進行除水0.5～2.0h，加入羥基硅油并降溫至60～75℃攪拌0.5～1.0h后，加入異氰酸酯于70～85℃下攪拌反應1.5～3.0h，加入親水擴鏈劑及交聯劑，繼續攪拌反應1.0～2.0h，得到預聚物；

步驟B、將所述預聚物降溫到40～50℃，加入溶劑降低體系粘度，滴加入中和劑，攪拌15～45min；

步驟C、將擴鏈劑溶解于水后，滴加到所述中和后的預聚物中，攪拌速率控制在1000～3000rpm，攪拌20～40min，即得所述自消泡水性聚氨酯乳液。

優選的，所述大分子多元醇、羥基硅油、異氰酸酯、親水擴鏈劑、交聯劑、溶劑、擴鏈劑的重量比為：(20～30)：(20～30)：(10～20)：(5～7)：(1.5～7.5)：(0.5～1.5)：(3～4)：(10～30)。

優選的，所述大分子聚酯多元醇為聚碳酸酯多元醇、聚己內酯多元醇、聚己二酸酯多元醇、聚丙烯酸酯多元醇、聚醚多元醇中的一種或幾種。

優選的，所述異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、4，6-二甲苯二異氰酸酯中的一種或幾種。

優選的，所述羥基硅油是分子量為300～500、羥基含量為8.0～9.0％的羥基硅油。

優選的，所述親水擴鏈劑為2，2-二羥甲基丙酸或2，2-二羥甲基丁酸。

優選的，所述擴鏈劑為小分子多元胺擴鏈劑、小分子多元醇擴鏈劑中的一種或幾種。

優選的，所述小分子多元胺擴鏈劑為異佛爾酮二胺、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺中的一種或幾種。

優選的，所述小分子多元醇擴鏈劑為乙二醇、1，4-丁二醇、三縮四乙二醇、新戊二醇、1，6-己二醇、環己烷二甲醇中的一種或幾種。

優選的，所述交聯劑為三羥甲基丙烷、三乙醇胺或丙三醇。

優選的，所述中和劑為氨水、三乙胺、三甲胺、N,N-二異丙基乙胺或N,N-二甲基乙醇胺。

優選的，所述溶劑為氨酯級丙酮或氨酯級丁酮。

與現有技術相比，本發明具有的有益效果為：本發明采用二異氰酸酯和大分子多元醇為原料，通過高羥基含量的硅羥基硅油改性，然后采用邊乳化邊擴鏈的方式，引入脲基增強聚氨酯的內聚能，提高玻璃化轉變溫度、有效提高了聚合物的分子量，同時玻璃化溫度和熔融溫度有大幅度提高，利用它制成的膜具有特別優良的耐溫性及良好的手感，不易分解、耐黃變，能長期保持原有的光澤及色澤，它還有較好的耐酸、堿、鹽、油脂、洗滌劑等化學品的耐腐蝕性能，成膜后的機械性能也非常優異，此外，因硅的低表面能致使乳液易于消泡及成膜后有很好的疏水防水性。

具體實施方式