[發明專利]非離子法制備水性雙組分聚氨酯涂料的水性異氰酸酯固化劑的方法

有效

• 申請號: 201510589997.3
• 申請日: 2015-09-16
• 公開（公告）號: CN105062188B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 姜憲凱;張基智
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: C09D7/12
• 分類號: C09D7/12;C08G18/76;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及一種水性雙組分聚氨酯涂料的水性異氰酸酯固化劑的制備方法。

背景技術

聚氨酯是20世紀40年代新開發的一類人工合成聚合物，其分子主鏈中含有許多重復的氨基甲酸酯鏈段。聚氨酯被譽為性能最優異的樹脂，應用于涂料中能帶來許多優異的性能，如堅硬、柔韌、耐磨、耐化學品、附著力強、成膜溫度低、可室溫固化等。但是，傳統的溶劑型聚氨酯涂料在合成過程中需要使用大量的有機溶劑，在施工時配制涂料也需要添加不少有機溶劑稀釋，所以溶劑型聚氨酯涂料會釋放大量的揮發性有機化合物，對人體和環境造成危害。水性聚氨酯涂料是以水作為分散介質替代傳統溶劑型聚氨酯涂料中的有機溶劑發展起來的新型涂料，可配制成不含或僅含少量有機溶劑的涂料。

水性雙組分聚氨酯涂料是指由含-NCO基的水性異氰酸酯固化劑(A組分)和含-OH基的水性多元醇(B組分)組成的一種涂料。與溶劑型涂料相比，它具有環保、使用方便、與其他樹脂相容性好和易于改性等特點。與單組分水性聚氨酯涂料相比，它具有應用范圍廣、力學性能優異、耐水性好、耐化學品性好和耐候性好等特點。能分散于水中的水性異氰酸酯固化劑作為水性雙組分聚氨酯涂料的關鍵組分，決定了聚氨酯漆膜的性能，因而成為國內外研究的重點。

現有的水性異氰酸酯固化劑可分為脂肪族異氰酸酯和芳香族異氰酸酯兩大類。國內此項研究起步較晚，所制得產品有很多不足之處，如親水性不佳、適用期短、與其他樹脂相容性差、粒徑大、易結塊和成本高等缺點。

發明內容

本發明的目的是要解決現有制備水性異氰酸酯固化劑的方法復雜、制得的水性異氰酸酯固化劑穩定性較差以及與其他樹脂相容性差的問題，而提供一種非離子法制備水性雙組分聚氨酯涂料的水性異氰酸酯固化劑的方法。

本發明的非離子法制備水性雙組分聚氨酯涂料的水性異氰酸酯固化劑的方法按以下步驟進行：

一、稱取8～12份甲苯-2,4-二異氰酸酯、8～12份聚乙二醇單甲醚、2～4份三羥甲基丙烷、23～33份丙酮和35～45份水備用；

二、將步驟一稱取的8～12份甲苯-2,4-二異氰酸酯和步驟一稱取的23～33份丙酮中的18～24份丙酮混合，然后在溫度為65～75℃和攪拌速度為200r/min～300r/min的條件下攪拌均勻，使甲苯-2,4-二異氰酸酯完全分散溶解，得到甲苯-2,4-二異氰酸酯的丙酮溶液；

三、將步驟一稱取的8～12份聚乙二醇單甲醚用步驟一稱取的23～33份丙酮中的1～3份丙酮稀釋，稀釋后以滴加速度為30滴/min～120滴/min滴加到步驟二得到的甲苯-2,4-二異氰酸酯的丙酮溶液中，再在溫度為65～75℃和攪拌速度為200r/min～300r/min的條件下攪拌反應，攪拌反應時間為0.8h～1.2h，得到反應溶液；

四、將步驟一稱取的2～4份三羥甲基丙烷用步驟一稱取的23～33份丙酮中的4～6份丙酮溶解，完全溶解后以滴加速度為30滴/min～120滴/min滴加到步驟三得到的反應溶液中，然后在溫度為65～75℃和攪拌速度為200r/min～300r/min的條件下攪拌反應，攪拌反應時間為0.4h～0.6h；

五、將步驟四后的產物冷卻至室溫，然后加入步驟一稱取的35～45份水進行乳化，加水速度為75滴/min～300滴/min，加水的同時開始進行攪拌，攪拌速度為450r/min～550r/min，水全部加入后停止攪拌，完成乳化，然后在室溫和真空度為-0.1MPa的條件下靜置30min去除丙酮，得到水性異氰酸酯固化劑。

本發明的有益效果

本發明采用非離子法制備水性異氰酸酯固化劑，確定了原料加入順序、配比、加入方式和反應溫度等條件，發明了一種穩定可靠、乳化效果好、貯存穩定性好的水性雙組分聚氨酯涂料的水性異氰酸酯固化劑的制備方法。

1、本發明的制備方法簡便可靠、不易爆聚，合成所用原料種類少，適用于實際生產。

2、本發明制備的水性異氰酸酯固化劑為非離子型。非離子法制備的水性異氰酸酯對電解質不敏感，且配制的涂料穩定性較好。

3、本發明制備的水性異氰酸酯固化劑易于乳化且能保證其-NCO基團含量在3％-5％。

4、制備的水性異氰酸酯固化劑貯存穩定性好，產品狀態為乳白色泛藍光的半透明乳液。

5、制備的水性異氰酸酯固化劑粘度適中，粘度為625.8mPa·s，且與水性羥基樹脂具有良好的相容性。

附圖說明

圖1為試驗一得到的水性異氰酸酯固化劑狀態圖。

具體實施方式