[發明專利]一種高硬快干的羥基聚氨酯分散體組合物及其制備方法

在審

• 申請號: 202010465936.7
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111607056A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 龍志云;譚星;麥志衛
• 申請（專利權）人: 英德市國彩精細化工有限公司
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/42;C08G18/48;C08G18/34;C08G18/32;C09D175/06;C09D175/04;C09D175/08
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文

本發明屬于水性樹脂技術領域，公開了一種高硬快干的羥基聚氨酯分散體組合物及其制備方法。本發明將15?40重量份的二元醇、3?10重量份的二羥基羧酸、30?70重量份的二異氰酸酯和0.01?0.1重量份的催化劑在丙酮溶劑下加熱反應，得到含有端異氰酸酯基團的預聚體，所述預聚體與5?12重量份的三羥甲基氨基甲烷發生封端反應，經胺中和劑中和后再加入水分散，脫除丙酮溶劑后，得到所述羥基聚氨酯水分散體，其羥基含量為2?5wt％，固體含量為30?45wt％。本發明的羥基聚氨酯分散體組合物與水可分散型異氰酸酯固化劑配制得到的水性雙組分聚氨酯涂料的干燥速度快，最終硬度高，同時具有良好的光澤和可使用時間。

技術領域

本發明屬于水性樹脂技術領域，特別涉及一種高硬快干的羥基聚氨酯分散體組合物及其制備方法。

背景技術

目前，水性雙組份聚氨酯已在溶劑型雙組份聚氨酯所覆蓋的領域中大量使用，成功的應用于水性工業漆、木器漆、地坪漆等行業。水性雙組份聚氨酯具有良好的物理機械性能和耐化學品性，而且由于水性體系溶劑含量低，在環保上相對溶劑體系具有非常大的優勢。但是，目前市場上商品化的水性雙組份聚氨酯涂料所用的樹脂成膜物質主要為羥基丙烯酸樹脂，涂膜的干燥速度慢，最終硬度不高，與溶劑型體系差距較大，這影響了水性雙組分聚氨酯涂料的進一步推廣。

專利CN102002166用聚碳酸酯二元醇、彈性聚酯二元醇、季戊四醇、二羥甲基丙酸或二羥甲基丁酸、脂肪族異氰酸酯單體等原材料合成了羥基聚氨酯單體，具有很好的柔韌性和手感，但是干燥速度和最終硬度較差，在硬基材上很難應用推廣。專利CN1278539A支化聚酯多元醇、二羥甲基丙酸、異氰酸酯單體、封端劑合成了羥基聚氨酯分散體，涂膜具有良好的耐化學品性能和光澤度，但是干燥速度和最終硬度仍和溶劑型體系差距較大。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種高硬快干的羥基聚氨酯分散體組合物及其制備方法。

本發明的目的通過下述方案實現：

一種高硬快干的羥基聚氨酯分散體組合物的制備方法，將15-40重量份的二元醇、3-10重量份的二羥基羧酸、30-70重量份的二異氰酸酯和0.01-0.1重量份的催化劑在丙酮溶劑下加熱反應，得到含有端異氰酸酯基團的預聚體，所述預聚體與5-12重量份的三羥甲基氨基甲烷發生封端反應，經胺中和劑中和后再加入水分散，脫除丙酮溶劑后，得到羥基聚氨酯水分散體，其羥基含量為固體份的2-5wt％，水分散體的固體份含量為30-45wt％。

本發明選用含有一個氨基和三個羥基的封端劑：三羥甲基氨基甲烷，該封端劑氨基反應活性比羥基高得多，氨基很容易與異氰酸酯基團接枝反應，最終得到分子量分布窄的含六個羥基的聚氨酯預聚體，避免了采用傳統的三羥甲基丙烷、季戊四醇等多羥基封端劑合成時容易凝膠的問題。

優選地，所述二元醇HO-R¹-OH(A)包括小分子二元醇(A₁)和大分子二元醇(A₂)，所述小分子二元醇(A₁)的分子量為50-400，所述大分子二元醇(A₂)的分子量為500-3000，所述小分子二元醇的用量為二元醇總重量的40％-100％，所述大分子二元醇(A₂)的用量為二元醇總重量的0-60％。

優選地，所述小分子二元醇(A₁)為新戊二醇、乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、甲基丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇中的至少一種，優選為新戊二醇，新戊二醇具有剛性的骨架結構，規整性高，合成的聚氨酯產品具有更高的硬度；所述大分子二元醇(A₂)為聚醚二元醇、聚酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚己內酯二元醇中的至少一種，優選為聚醚二元醇或聚酯二元醇，且聚醚二元醇和聚酯二元醇的分子量為1000-2000。