[發明專利]一種水性封閉型聚氨酯固化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202010591403.3
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111763303A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 何嘉妍
• 申請（專利權）人: 何嘉妍
• 主分類號: C08G18/80
• 分類號: C08G18/80;C08G18/28;C09D175/04
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 黃琳娟

本發明涉及化工材料制備領域，特別涉及一種水性封閉型聚氨酯固化劑及其制備方法。本發明的水性封閉型聚氨酯固化劑，由以下按重量份計的組分制備而成：異氰酸酯多聚體、單羥基聚醚多元醇和封閉劑。本發明采用異氰酸酯多聚體與單羥基聚醚多元醇反應，得到的水性封閉型聚氨酯固化劑具有穩定的分子量、水溶性好、與水性樹脂相容性好、漆膜性能優異、存放穩定性長。本發明的工藝能夠有效控制水性聚氨酯的分子量，確保產品的性能，制備方法簡單有效、生產成本低廉、可大規模生產。

技術領域

本發明涉及化工材料制備領域，特別涉及一種水性封閉型聚氨酯固化劑及其制備方法。

背景技術

隨著國家的環保法規以及相關標準的日益嚴格，傳統涂料因在應用中需要使用大量的揮發性有機化合物(volatile organic compounds，VOC)而逐漸被淘汰，而能夠以水作為溶劑或者作為分散介質的水性涂料正越來越受到重視。

水性涂料主要為雙組份水性涂料，其中的雙組份包括作為成膜物質的水性涂料以及提高水性涂料涂膜性能的水性聚氨酯固化劑。一般的水性聚氨酯固化劑的固含量高，在水中溶解分散時，初始粘度會出現劇烈上升，從而使水性聚氨酯固化劑結團而產生顆粒。因此在使用前，水性聚氨酯固化劑需要采用一些親水的溶劑稀釋，使得水性固化劑更加容易在水中分散，但是這會增加VOC的使用，不利于環保。其次，雙組份水性涂料在使用時，水性聚氨酯固化劑中的異氰酸基(NCO)不僅會和水性樹脂中的活性基團反應，也會與水反應，且反應程度隨著溫度改變，導致產品性能不穩定。此外，配漆后由于不同使用者的使用時長不一致，雙組份水性涂料的穩定性、涂抹性能、光澤往往差異比較大，因而無法確保穩定的漆膜效果。

封閉型聚氨酯固化劑是一種預先把高活性的NCO保護起來的聚氨酯固化劑。利用加成-消除機理，即先將固化劑中未反應的NCO基團通過接枝封端，然后在高溫下，脫去封閉劑。封閉型聚氨酯固化劑能夠有效解決固化劑中NCO與水反應問題，但是如何將封閉型聚氨酯固化劑均勻地分散到水中，并具有很好的穩定性，是封閉型聚氨酯固化劑有效應用的困難與挑戰。

開發一種具有良好的水分散性、穩定性的水性封閉型聚氨酯固化劑能有效解決上述問題，但是目前關于水性封閉型聚氨酯固化劑的研究很少。專利CN110423323A中，水性封閉型聚氨酯固化劑的制備方法，先采用封閉劑將異氰酸酯聚合物部分的NCO基團封閉，然后再采用接枝親水基團水性化。這種方法無法準確保證封閉后聚合物中的NCO基團數量，從而導致接枝的親水基團的數量無法準確保證。如果封閉的NCO基團過多，剩余NCO基團接枝親水基團數量不夠，水性聚氨酯固化劑分散性、與水性樹脂相容性將下降，影響最終的漆膜性能。如果封閉劑封閉的NCO基團過少，接枝的親水基團無法將所需要反應的NCO完全反應，則導致產品穩定性無法保證。專利CN108424502A采用二羥基化合物接枝親水基團，因為二羥基化合物中的兩個羥基在接枝異氰酸酯聚合物時候，兩個羥基都與聚氨酯固化劑中的NCO反應，無法控制反應后聚合物的分子量，而單羥基化合物，因每個分子中只有一個羥基可以接枝，所以可以控制聚合物的分子量，分子量的大小直接有影響到聚氨酯固化劑的水分散性。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種水性封閉型聚氨酯固化劑及其制備方法。本發明采用異氰酸酯多聚體與單羥基聚醚多元醇反應，得到的水性封閉型聚氨酯固化劑具有穩定的分子量、水溶性好、與水性樹脂相容性好、漆膜性能優異、存放穩定性長。本發明的工藝能夠有效控制水性聚氨酯的分子量，確保產品的性能，制備方法簡單有效、生產成本低廉、可大規模生產。

本發明所采取的技術方案是：

一種水性封閉型聚氨酯固化劑，由以下組分制備而成：異氰酸酯多聚體、單羥基聚醚多元醇和封閉劑。

一種水性封閉型聚氨酯固化劑，由以下按重量份計的組分制備而成：8-12份異氰酸酯多聚體、0.5-3份單羥基聚醚多元醇和1-5份封閉劑。