[發(fā)明專利]有機(jī)硅改性水性聚氨酯樹脂、水性涂料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911381405.3
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111072881A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐建振;余棟才;吳光飛;彭派潛;丁小衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市安品有機(jī)硅材料有限公司
• 主分類號: C08F299/06
• 分類號: C08F299/06;C08F299/08;C08G18/67;C08G18/66;C08G18/42;C08G18/34;C09D155/00
• 代理公司: 深圳市明日今典知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44343
• 代理人: 王杰輝

本發(fā)明公開一種有機(jī)硅改性水性聚氨酯樹脂及其制備方法，是將聚酯多元醇與多異氰酸酯、溶劑混合后升溫反應(yīng)，再加入含羥基及可自由基聚合的雙鍵的化合物以及擴(kuò)鏈劑、助溶劑、改性擴(kuò)鏈劑及自由基引發(fā)劑，升溫后加入乙烯基聚硅氧烷進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)行中和、降溫，加水進(jìn)行分散乳化，再進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，得到有機(jī)硅改性水性聚氨酯樹脂。本發(fā)明的樹脂結(jié)合聚氨酯的高硬度、高回彈柔韌性與含苯基乙烯基聚硅氧烷的耐溫性、高透光率、耐磨性等，具有優(yōu)異的光澤度、硬度、耐磨和耐熱性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種有機(jī)硅改性水性聚氨酯樹脂，可配制成單組份水性木器漆應(yīng)用于茶幾等木材上。

技術(shù)背景

水性聚氨酯是以水代替有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)的高分子材料，具有成膜性好，粘接強(qiáng)度大，光澤度高，抗腐蝕性強(qiáng)，力學(xué)性能優(yōu)異，環(huán)保等優(yōu)點，是取代溶劑型聚氨酯的必然趨勢。

但是，目前木材防護(hù)用水性聚氨酯透明清漆普遍存在著耐熱性低、活化溫度高的問題。單一水性聚氨酯材料由于分子結(jié)構(gòu)中氨基甲酸酯的特點，耐熱溫度通常在80℃以下，達(dá)不到家具木材、包括茶幾木材用清漆的耐干熱要求。通過調(diào)整軟硬段比例可以調(diào)整其耐熱溫度，但由此獲得的高耐熱性產(chǎn)品其活化溫度也高，因而在使用時必須添加固化劑，以提高樹脂的交聯(lián)密度，但漆膜的回彈柔韌性下降了，將盛滿開水的玻璃杯或一次性紙杯放置于其漆膜涂層上，待開水冷卻后移開水杯，涂層上同樣會留下不可復(fù)原的凹痕，無法滿足應(yīng)用要求。因此，研究合成高硬度、高柔韌回彈性且耐熱性高的水性聚氨酯高性能家具水性漆，現(xiàn)已成為許多研究者的研究熱點。

專利CN201110028348.8中公開一種單組分高耐熱性水性聚氨酯膠粘劑的制備方法，用納米二氧化硅改性水性聚氨酯，制備得到單組分耐熱溫度能達(dá)到160℃以上的膠粘劑，但在制備過程中納米二氧化硅很難溶解與分散均勻，且在固化成膜過程中影響漆膜的通透性，在應(yīng)用中存在局限性。

專利CN101633828A中公開一種高耐熱性水性聚氨酯膠粘劑的制備方法，通過引入硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行二次擴(kuò)鏈，以及復(fù)配功能性聚乙烯醇，得到高耐熱性水性聚氨酯膠粘劑，但聚乙烯醇偏軟，不適用于對硬度、抗劃傷等性能要求比較高的木器漆。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種耐熱型有機(jī)硅改性水性聚氨酯樹脂、水性涂料及其制備方法，結(jié)合聚氨酯的高硬度、高回彈柔韌性與乙烯基聚硅氧烷的耐溫性、高透光率、耐磨性等，制備的有機(jī)硅改性水性聚氨酯樹脂接枝率高、乳液穩(wěn)定性好，放置長達(dá)6個月無漂油、凝膠、相分離等現(xiàn)象，且漆膜固化后硬度提高快，無‘油窩’現(xiàn)象，具有優(yōu)異的光澤度、硬度、耐磨和耐熱性。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種有機(jī)硅改性水性聚氨酯樹脂，其制備方法包括以下步驟：

將聚酯多元醇與多異氰酸酯、溶劑混合后升溫反應(yīng)，再加入含羥基及可自由基聚合的雙鍵的化合物進(jìn)行反應(yīng)，加入擴(kuò)鏈劑、助溶劑、改性擴(kuò)鏈劑及自由基引發(fā)劑，升溫后加入乙烯基聚硅氧烷進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完成后進(jìn)行中和、降溫，加水進(jìn)行分散乳化，再加入擴(kuò)鏈劑2進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完成后除掉有機(jī)溶劑，得到有機(jī)硅改性水性聚氨酯樹脂；所述改性擴(kuò)鏈劑由含環(huán)氧基的烯基化合物與羥基羧酸反應(yīng)得到。

所述含羥基及可自由基聚合的雙鍵的化合物是分子結(jié)構(gòu)中具有一個以上伯羥基或仲羥基的(甲基)丙烯酸酯，和/或含羥基及烯丙基的化合物；優(yōu)選的，所述含羥基及可自由基聚合的雙鍵的化合物為丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯、甲基丙烯酸羥丁酯、甘油-1-烯丙基醚中的一種或幾種。優(yōu)選的，所述含羥基及可自由基聚合的雙鍵的化合物與多異氰酸酯的物質(zhì)的量之比為(0.5～1.0)：1。