[發明專利]一種親水基團可解離的封閉型水性異氰酸酯固化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201911388323.1
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111040128A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 王小君;余冬梅;熊露;牟靜;王勝鵬;余學康;陳八斤
• 申請（專利權）人: 杭州傳化精細化工有限公司;傳化智聯股份有限公司;浙江傳化化學品有限公司
• 主分類號: C08G18/80
• 分類號: C08G18/80;C08G18/38;C08G18/79;C07D251/34
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

本發明公開了一種親水基團可解離的封閉型水性異氰酸酯固化劑及其制備方法。親水與NCO密度的矛盾是現有固化劑的難點。本發明的封閉型水性異氰酸酯固化劑由多異氰酸酯與吡唑羧酸反應制得。本發明采用一種具有親水性的封閉劑，該封閉劑在室溫與多異氰酸酯反應后，既將NCO基團封閉又引入了羧基，中和后，固化劑分子直接具有親水乳化能力，無需額外消耗NCO引入親水基團，且高溫解封后，親水基團同時離去，最大程度的保證了NCO密度，可達到溶劑型固化劑的固化效果。

技術領域

本發明屬于水性異氰酸酯固化劑領域，具體地說是一種親水基團可解離的封閉型水性異氰酸酯固化劑及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著環保壓力日益嚴峻，水性樹脂的應用領域越來越廣泛，相應的，水性固化劑的需求也越來越多，其中，水性異氰酸酯固化劑可以與含羥基、氨基等活性氫的樹脂反應制備雙組份固化體系，但缺點是必須現配現用，存在一定的開放時間，對施工工藝要求較高，適用場景受限。此外，也可將異氰酸酯基團采用封閉劑封閉后，制成水性封閉型異氰酸酯固化劑，可配置成單組分潛固化體系，使用更方便，適用范圍更廣。水性封閉型異氰酸酯固化劑有兩項關鍵技術：封閉技術和水性化技術。

水性化技術大致分為兩類：非離子改性和離子改性。實際生產中，也有許多混合搭配使用的實例。中國專利CN201810264773.9公開了一種水性陽離子封閉型固化劑及其制備方法，相應的水性陽離子封閉型固化劑以三乙醇胺、二乙醇胺或甲基二乙醇胺做親水基團，以苯酚、己內酰胺或甲乙酮肟為封閉劑，乳酸或乙酸為中和劑制得。中國專利CN201711061242.1公開了一種親水性自乳化水性聚氨酯固化劑及其制備，采用了二羥基羧酸親水擴鏈劑和聚乙二醇混合使用制得，其特點是制備階段只中和不乳化，使用時才乳化，但中和劑的加入對異氰酸酯的反應是起催化作用，即使不乳化不引入水，該方法對包裝運輸要求也很高，少量水汽的進入就有可能使體系粘度變大不穩定。拜耳專利WO2001/0880006(相應中國專利CN01809642.5)，以及中國專利CN2013104161013.2都公開了氨基磺酸改性多異氰酸酯。

而封閉技術方面，在已公開發表的文獻資料中，己內酰胺、甲基乙基酮肟、苯酚、丙二酸二乙酯、仲胺、三唑和吡唑等做為封閉劑已被行業已知，中國專利CN200810179697.8公開了可作為封閉劑的一類仲胺類物質，其通過化合物的伯胺基團與碳碳雙鍵反應來制備。但目前已公開的這些專利技術在考慮水性或者封閉時，都是相對獨立的，這樣有一個顯著的缺點是，除非只封閉不水性化，NCO密度可以最大程度保留，但就不適用于水性體系；如果要水性化，勢必會引入一些親水性基團，消耗部分NCO，使固化效率下降。

專利EP159117A1闡述了吡唑及吡唑衍生物在作為異氰酸酯封閉劑的使用，但并未包含羧酸吡唑的使用，EP159117A1專利所述的吡唑及吡唑衍生物也不具備做為親水基團的潛在用途。既作為親水基團又作為封閉劑使用的，行業內已知的有亞硫酸氫鈉，但亞硫酸氫鈉是水溶性的，使用時是非均相反應，反應不容易控制，產品品質難穩定，很難大規模生產應用，因此這一技術并沒有得到大范圍的推廣使用。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種親水基團可解離的封閉型水性異氰酸酯固化劑，其為羧酸吡唑類封閉劑，既可以承擔封閉劑的功能又能承擔親水基團的功能，以解決上述水性化過程中親水性和NCO基團含量的矛盾，還同時實現對NCO的封端。

為此，本發明采用如下的技術方案：一種親水基團可解離的封閉型水性異氰酸酯固化劑，其結構式如下：

其中，R₁、R₂、R₃中至少有一個為羧基基團，其他為非羧基基團，羧基基團為COOH或R₄COOH，非羧基基團為H或C₁-C₆的烷基；R₄為C₁-C₆的烷基；