[發明專利]一種水性單組份潮氣聚氨酯固化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201711115305.7
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN107778447A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 李恭超;顏六廷
• 申請（專利權）人: 廣東聚盈化工有限公司
• 主分類號: C08G18/75
• 分類號: C08G18/75;C08G18/32;C08G18/38;C08G18/48;C08G18/66;C08K5/134
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司44205
• 代理人: 丁佳佳

技術領域

本發明屬于環保型的水性聚氨酯涂料技術領域，尤其涉及一種水性單組份潮氣聚氨酯固化劑及其制備方法。

背景技術

隨著人類環保意識的增加，水性潮氣聚氨酯材料取代傳統的溶劑型潮氣聚氨酯是必然的趨勢和需要。水性聚氨酯固化劑以水為分散介質，具有少溶劑或無溶劑、無臭味、無污染、不燃、與其他乳液易摻混、有利于改性等特點，已被廣泛應用于膠粘劑、涂料、紙張涂層、皮革涂飾劑等產品中。

近年來，由于保護地球的環境輿論壓力與日俱增以及一些發達國家的消防法規及溶劑法規的出臺，限制了溶劑型聚氨酯的使用，促使世界各地聚氨酯材料研究人員積極進行水性聚氨酯固化劑的開發與研究，進而水性聚氨酯的固化劑也隨之產生并快速發展。

水性單組份潮氣聚氨酯固化劑是在傳統潮氣聚氨酯固化劑的基礎上引入親水基團來改善聚異氰酸酯，以使其易于在水中乳化分散，并保持一定的穩定性。其優點為不含溶劑、環保無毒、粘度低、極易分散于水性聚合物中。常用的改性方法為直接乳化法和親水改性。直接乳化法是指聚氨酯分子中的親水性鏈段或基團含量很少，不足以自乳化，或者是其鏈中徹底不含親水性成分，故需要外加乳化劑，依靠外力才能獲得乳液。親水改性法是指在聚氨酯預聚體的分子鏈中直接引入親水基團，或者是引入含有親水基團的擴鏈劑，然后將其中和成鹽，所得親水改性聚氨酯可直接分散于水中形成穩定的聚氨酯乳液。直接乳化法具有粒徑大小不等，相容性較差等缺點。故本發明采用親水改性法合成水性聚氨酯的固化劑。目前，大部分生產水性聚氨酯固化劑都是得到較低固含、較低NCO活性基團的產品，如專利文獻CN200910042107、CN201410657845、CN201210065431等。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明目的之一在于提供一種水性單組份潮氣聚氨酯固化劑。

本發明的目的之二在于提供一種水性單組份潮氣聚氨酯固化劑的制備方法，具有設備成本低、操作簡單的特點，而且處理過程中不必使用大量的試劑和能源。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種水性單組份潮氣聚氨酯固化劑，包括以下按重量比計的原料：

優選地，所述水性單組份潮氣聚氨酯固化劑包括以下按重量比計的原料：

優選地，所述異氰酸酯類單體為二環己基甲烷二異氰酸酯(氫化MDI)和異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)中的至少一種。

進一步優選地，所述二環已基甲烷二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯的任意比例。

優選地，所述二元醇選自乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、甲基丙二醇中的至少一種；所述三元醇選自丙三醇、三羥甲基丙烷中的至少一種；所述多元醇選自聚醚多元醇400、聚醚多元醇1000、聚醚多元醇2000和聚醚多元醇3000中的至少一種。

進一步優選地，所述二元醇、三元醇和多元醇的任意比例。

優選地，所述磺酸類衍生物選自間一元羥基磺酸、一元羥基磺酸鹽、二元羥基磺酸、二元羥基磺酸鹽、多元羥基磺酸和多元羥基磺酸鹽中的至少一種。

進一步優選地，所述磺酸類衍生物包括80-100％的一元羥基磺酸和0-20％的二元羥基磺酸。

優選地，所述醚酯類溶劑選自丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇丁醚醋酸酯中的至少一種。

優選地，所述助劑選自N-甲基吡咯烷酮、N,N二甲基甲酰胺、二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、N,N二甲基環已胺、三亞乙基二胺、三乙胺、N,N-四甲丙二胺、三丙基胺、二乙醇胺、三乙醇胺和β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸季戊四醇酯中的至少一種。

水性單組份潮氣聚氨酯固化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)按重量比稱取原料；

(2)將異氰酸酯類單體、二元醇、三元醇、多元醇、醚醇類溶劑、助劑放入反應釜內，對反應釜進行加熱，加熱溫度控制在60-80℃，在加熱的過程中對反應釜內的物料進行攪拌，攪拌速度在30-100轉/分鐘，使反應釜內的物料充分反應2-3h；

(3)加入磺酸類衍生物，將溫度升至60-80℃，在加熱過程中對反應釜內的物料進行攪拌，使反應釜內的物料充分反應1-2h，得到均勻的溶液；

(4)停止加熱，冷卻降溫至55-60℃，保溫1-1.5h，過濾出料。

本發明的有益效果是：