[發(fā)明專利]水性聚氨酯交聯(lián)劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710982309.9
• 申請(qǐng)日: 2017-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN107674173B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方錫武;胡衛(wèi)國(guó);鄭悅影
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江順虎德邦涂料有限公司
• 主分類號(hào): C08G18/73
• 分類號(hào): C08G18/73;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/34;C08G18/32;C08J3/03;C09D175/04
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本發(fā)明涉及一種水性聚氨酯交聯(lián)劑及其制備方法，屬于化工產(chǎn)品的技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的水性聚氨酯交聯(lián)劑由包括HDI三聚體、聚乙二醇、二羥甲基丙酸和三乙胺的反應(yīng)原料在60～80℃反應(yīng)得到，并且反應(yīng)得到的交聯(lián)劑的NCO值為7.5～8.8wt％。所述HDI三聚體由六亞甲基二異氰酸酯與三羥甲基丙烷在非活性氣體保護(hù)條件下反應(yīng)制備得到，并且所述六亞甲基二異氰酸酯與三羥甲基丙烷的摩爾比為3:1。本發(fā)明的水性聚氨酯交聯(lián)劑容易與水分散形成水分散性聚氨酯交聯(lián)劑，可直接加入到水性聚氨酯(WPU)中作為雙組份水性膠粘劑的交聯(lián)劑使用，而且可顯著提高水性聚氨酯涂膜的耐溶劑性、耐沖擊強(qiáng)度、硬度以及剝離強(qiáng)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工產(chǎn)品的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種水性聚氨酯交聯(lián)劑及其制備方法。

背景技術(shù)

水性聚氨酯(WPU)是指以聚氨酯(PU)樹脂為基料、以水替代有機(jī)溶劑作為分散劑，從而發(fā)展起來的新興高分子材料，也可以稱其為水基聚氨酯或水系聚氨酯。1943年斯克拉克成功制備出聚氨酯乳液后，聚氨酯的發(fā)展登上了一個(gè)新臺(tái)階。自此以后，DuPont、拜耳等均對(duì)水性聚氨酯進(jìn)行了研究與開發(fā)，制備出了工業(yè)化產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)也從1972年開始研究水性聚氨酯，進(jìn)入21世紀(jì)后，水性聚氨酯的應(yīng)用不斷拓寬，特別是世界范圍內(nèi)日益高漲的環(huán)保要求，更加快了水性聚氨酯工業(yè)發(fā)展的步伐。水性聚氨酯不僅具有溶劑型聚氨酯所具有的高強(qiáng)度、耐磨損等優(yōu)異特性，而且具有使用安全、無毒、操作加工方便、不燃、易儲(chǔ)存及無環(huán)境污染等特點(diǎn)，從而得到廣泛的重視，被稱作綠色環(huán)保型涂料。

水性聚氨酯從誕生之日起就存在多種分類方法，其中按使用形式可分為水性單組份聚氨酯和雙組份水性聚氨酯。

水性單組份聚氨酯是以水性聚氨酯樹脂為基料并以水為分散介質(zhì)的一類獨(dú)立存在的物質(zhì)，其應(yīng)用較早，具有很高的斷裂延伸率和適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，并能常溫干燥，但由于較低的交聯(lián)度，水性膠膜的耐水性和耐化學(xué)品性較差，使得單純?nèi)橐旱淖栽龀硇院湍さ谋９庑圆睢?yīng)用范圍不廣。為提高其性能，目前的研究多著眼于聚氨酯水性分散體的改性研究，其包括以下幾種方法：一是選用多官能度的合成原料，如多元醇、多元胺擴(kuò)鏈劑等；二是添加內(nèi)交聯(lián)劑，如碳化二亞胺、甲亞胺和氮雜環(huán)類化合物，通過在涂膜的干燥過程中發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)；三是對(duì)聚氨酯乳液進(jìn)行復(fù)合改性，包括環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅和丙烯酸酯的復(fù)合改性，如PUA復(fù)合乳液的出現(xiàn)。

水性雙組分聚氨酯是由含-NCO基的低粘度多異氰酸酯固化劑(甲組分)和含-OH基的水性多元醇(乙組分)組成，它的成膜溫度低，具有優(yōu)良的機(jī)械性能(涂膜硬度高、附著力強(qiáng)、耐磨性好)，良好的耐化學(xué)品性、耐候性，結(jié)合了雙組份溶劑型聚氨酯高性能和水性涂料低VOC含量的優(yōu)點(diǎn)，成為涂料工業(yè)的研究熱點(diǎn)。水可分散多異氰酸酯固化劑作為雙組份水性聚氨酯的一個(gè)重要組成部分，是決定涂膜性能的重要因素。近年來，其研究已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性階段的關(guān)鍵，雖然已有相應(yīng)產(chǎn)品問世，但其應(yīng)用性能與市場(chǎng)要求仍相差甚遠(yuǎn)。

20世紀(jì)90年代，國(guó)際上興起“綠色革命”，促進(jìn)了涂料工業(yè)向“綠色”方向大步邁進(jìn)。隨著水性聚氨酯的快速發(fā)展，水性聚氨酯交聯(lián)劑也隨其產(chǎn)生并快速發(fā)展。水性聚氨酯交聯(lián)劑應(yīng)用于水性膠粘劑、水性印花膠漿和水性油墨等領(lǐng)域，可提高粘結(jié)性能，提高耐水洗牢度。水性聚氨酯的交聯(lián)劑可作為外加交聯(lián)劑應(yīng)用于水性木器漆、水性涂料等水性涂層，可保持高光澤、提高硬度、提高耐水、耐溶劑性能。水性聚氨酯交聯(lián)劑用于皮革涂飾劑上，使其光澤高、硬度和耐水提高、耐溶劑性能強(qiáng)。水性聚氨酯交聯(lián)劑作為水性聚氨酯的重要組成部分，其應(yīng)用領(lǐng)域隨著水性聚氨酯應(yīng)用范圍的擴(kuò)大而擴(kuò)大。應(yīng)用于雙組份水性聚氨酯的固化劑要求具有良好的溶解性、與其他樹脂的混溶性，足夠的官能度和反應(yīng)活性，毒性小。用于雙組份水性聚氨酯的固化劑可分為：未改性的低黏度多異氰酸酯和親水改性的多異氰酸酯。