[發明專利]高耐候性紅色水性聚氨酯乳液的合成方法

有效

• 申請號: 201810988256.6
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109280149B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 倪伶俐;毛宇;韋坤炎;劉曉丹;高曉燕;蔡鵬;姜孝武
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/10;C08G18/42;C08G18/34;C08G18/32;C08K3/34
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 廖娜

本發明涉及化工領域，公開了一種高耐候性紅色水性聚氨酯乳液的合成方法，使用低聚二元醇、脂肪族二異氰酸酯、富鐵紅色凹土、親水擴鏈劑進行逐步聚合反應，合成紅色凹土改性的親水性聚氨酯預聚體，然后自乳化分散在計量水中，再加入小分子二元胺擴鏈劑進行擴鏈后，制得紅色凹土改性的紅色水性聚氨酯乳液。本發明的制備方法操作方便，節能環保，制備的紅色水性聚氨酯乳液，固含量30wt.%，PH在6.0?7.0之間，其涂層產品具有耐水性好、耐候性高、色彩艷麗等優點，具有廣闊的市場前景。

技術領域

本發明涉及化工技術領域，特別涉及一種高耐候性紅色水性聚氨酯乳液的合成方法。

背景技術

水性聚氨酯由于其突出的環保優勢和優良的綜合性質，已廣泛應用于涂料、皮革、粘合劑、油墨、建筑等行業。但是彩色水性聚氨酯產品的獲得普遍使用小分子染料。由于一般小分子染料通常是通過離子鍵、氫鍵、范德華力等被固定在水性聚氨酯上，因此與聚氨酯結合力不強，在放置、水洗、干洗、使用等過程中，易遷移至材料表面，造成不斷脫落和褪色。同時由于實現水性聚氨酯樹脂在水中良好分散的需要，在合成水性聚氨酯乳液時在其鏈段上引入了親水性基團，導致所得水性聚氨酯產品耐水、耐磨、耐熱性較差，機械強度較低等缺點，嚴重阻礙了其應用。

發明內容

發明目的：針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種高耐候性紅色水性聚氨酯乳液的合成方法，通過簡潔的有機合成步驟將富鐵紅色凹土作為顏料引入到水性聚氨脂的分子鏈上，改善所得水性聚氨酯革產品的機械性能和耐候性等。

技術方案：本發明提供了一種按重量百分比取用原料：紅色凹土5%-20%、低聚二元醇5%-25%、二異氰酸酯20%-60%、親水擴鏈劑0%-10%、小分子二元胺擴鏈劑0%-10%、有機鉍催化劑0%-1%、丙酮10%-20%、余量為水；合成步驟如下：S1：紅色凹土改性的親水性聚氨酯預聚體的制備：將二異氰酸酯和低聚二元醇于80℃下攪拌反應0.5-2小時，加入紅色凹土，攪拌反應1小時后，加入親水擴鏈劑，攪拌反應0.5-1小時后，加入有機鉍催化劑，繼續攪拌反應1.5小時，加入丙酮，繼續攪拌反應1.5小時，然后加水高速攪拌自乳化分散，得紅色凹土改性的親水性聚氨酯預聚體；S2：二次擴鏈：在親水性聚氨酯預聚體中加入小分子二元胺擴鏈劑，然后升溫至50℃擴鏈4-8小時；S3：脫丙酮：待體系成均一乳狀液后，在50℃，0.1MPa下脫丙酮，得紅色凹土改性的紅色水性聚氨酯乳液。

優選地，所述紅色凹土為天然富鐵凹凸棒石黏土礦物經沸水活化除雜干燥后的活化紅色凹土。經過活化的紅色凹土表面具有更多的硅羥基，有利于凹土與異氰酸酯的反應，使凹土更好的與聚氨酯復合，獲得更加優異的力學性能和色牢度。

進一步地，所述活化紅色凹土的具體制備步驟如下：將≥200目的天然富鐵紅色凹凸棒石黏土加入到沸水中，活化處理12～24h，過濾，75~85℃烘干后粉碎，得表面有大量硅羥基的活化紅色凹土。

優選地，所述天然富鐵紅色凹凸棒石黏土與所述沸水的質量體積比為100g：500～2000mL。

優選地，所述親水擴鏈劑為含羧基的小分子二元醇親水擴鏈劑。

優選地，所述低聚二元醇為以下任意一種或其組合：聚己二酸新戊二醇酯二醇、聚已二酸乙二醇-丙二醇酯二醇、聚已二酸乙二醇-1.4丁二醇酯二醇中。

優選地，所述二異氰酸酯為以下任意一種或其組合：異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、4，4’-二環己基甲烷二異氰酸酯、甲基環己基二異氰酸酯中。

有益效果：與現有技術相比，本發明具有以下優點：

1、本發明提供的富鐵紅色凹土改性的紅色水性聚氨酯乳液顏色鮮亮，具有很好的耐候性，其制備工藝簡單，綠色環保，適合工業化生產。