[發明專利]雙組份水性聚氨酯彈性樹脂及其涂料

有效

• 申請號: 201310654595.8
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103641977A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 包柏青;謝浩;包金林
• 申請（專利權）人: 江蘇柏鶴涂料有限公司;常州市華潤復合材料有限公司
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/42;C08G18/32;C08G18/38;C08G18/34;C09D175/06
• 代理公司: 上海序倫律師事務所 31276
• 代理人: 包文超

技術領域

本發明涉及一種水性聚氨酯樹脂，尤其涉及一種雙組份的水性聚氨酯彈性樹脂，及以其為主要成膜物制成的涂料，應用于氣囊彈性底材表面，起到裝飾和保護效果。

背景技術

1953年，DuPont公司的研究人員將端異氰酸酯基預聚體的甲苯溶液分散于水，用乙二胺擴鏈合成水性PU。60、70年代，對水性聚氨酯的研究、開發迅速發展，進入90年代，隨著人們環保意識以及環保法規的加強，環境友好的水性聚氨酯的研究、開發日益受到重視，其應用已由皮革涂飾劑不斷擴展到涂料、黏合劑等領域，正在逐步占領溶劑型聚氨酯的市場，代表著涂料、黏合劑的發展方向，在水性樹脂中，水性聚氨酯仍然也是優秀樹脂的代表,是現代水性樹脂研究的熱點之一。

水性聚氨酯涂料有單組分和雙組分之分，單組分水性聚氨酯涂料的聚合物相對分子質量較大，成膜過程中一般不發生交聯，即使引入自交聯單元，也不能太多，否則合成困難、貯存穩定性變差，改性空間有限。雙組分水性聚氨酯涂料由含羥基的水性樹脂和含異氰酸酯基的固化劑組成，施工前將兩者混合，成膜過程中發生交聯反應，交聯密度可調，涂膜性能好。

中國發明專利申請201110210844.5公開了化一種互穿網絡丙烯酸聚氨酯乳液的制備方法，以丙烯酸單體作為溶劑，將聚氨酯、甲苯二異氰酸酯TDI、聚醚和催化劑溶于丙烯酸單體中進行充分反應，再加入乳化劑、中和劑和去離子水進行進一步反應，從而形成互穿網絡丙烯酸聚氨酯乳液。該技術能夠提高聚丙烯酸酯（PA）乳液和聚氨酯（PU）乳液的相容性，從而使這兩種聚合物的分子間各自交聯、相互滲透，提高所制備丙烯酸聚氨酯乳液成膜后的物化性能和裝飾性能。但此方法操作比較復雜，真正產業化生產較難。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種雙組份的水性聚氨酯彈性樹脂，此樹脂配以合適的固化劑能在低溫下實現固化，以其為主要成膜物可賦予極高的柔韌性。

本發明的另一個目的在于提供一種涂料，通過添加特殊的消光粉，降低光澤同時具有良好的耐溶劑擦拭性能，能應用于彈性氣囊基材上。

本發明提供的一種雙組份水性聚氨酯彈性樹脂，由如下步驟制得：

步驟一：將20w/w%～40w/w%的分子量1,000～3,000聚酯二元醇、30w/w%～50w/w%多元醇、25w/w%～35w/w%多異氰酸酯單體和5%～10%親水性單體縮聚聚合，得到水性聚氨酯羥基組分；

步驟二：將制得的所述水性聚氨酯羥基組分與多異氰酸酯固化劑復配，得到性能優秀的雙組份水性聚氨酯樹脂。

本發明多異氰酸酯單體如：但不僅限于甲苯二異氰酸酯（TDI）、異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）、亞甲基多異氰酸酯（MDI）和六亞甲基多異氰酸酯（HDI）。這些多異氰酸酯單體可單獨或同時應用于本發明。

本發明的親水性單體如：但不僅限于羥基-丙磺酸鈉（DHPA）、二羥甲基丁酸（DMPA）和二羥甲基丙酸（DMBA）。這些親水單體可單獨或同時應用于本發明，優先選擇二羥甲基丙酸，用量優先選擇7w/w%。

本發明還通過對雙組份水性聚氨酯樹脂分子量的設計，將樹脂分子量設定在5,000～10,000，并控制羥基含量在合適的范圍內（1w/w%-2w/w%），既能保證良好的強度同時又具有優秀的柔韌性。

本發明固化劑與水性聚氨酯羥基組分發生反應，提高樹脂耐水及耐溶劑性能，選擇柔韌性良好的固化劑，除提高耐性以外，亦能保證涂料的柔韌性。

無機消光粉由于分散性較差，很難被樹脂完全包裹，因此消光的同時伴隨著耐溶劑擦拭性能下降；特殊有機消光粉含有羥基官能團，消光的同時能與樹脂及固化劑反應，進一步提高耐溶劑性能。

本發明的多異氰酸酯固化劑如：但不僅限于bayer301、bayer2655、Aquolin161和Aquolin160。這些固化劑可單獨或同時應用于本發明。

本發明的雙組份水性聚氨酯樹脂，其特征在于所述的多異氰酸酯固化劑與聚氨酯樹脂復配比例為1∶2-1∶5之間，優先選擇1∶3。

本發明提供的另一種雙組份水性聚氨酯彈性樹脂，由如下步驟制得：