[發明專利]一種凈味水分散聚異氰酸酯的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 202010923543.6
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112062935B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 譚卉文;余軍;張政;陳景豪
• 申請（專利權）人: 廣東也樂新材料制造有限公司
• 主分類號: C08G18/79
• 分類號: C08G18/79;C08G18/78;C08G18/77;C08G18/28;C09D7/63
• 代理公司: 上海微策知識產權代理事務所(普通合伙) 31333
• 代理人: 張靜

本發明涉及多異氰酸酯制備領域，更具體地，本發明涉及一種凈味水分散聚異氰酸酯的制備方法及其應用。本發明采用磺酸和磷酸混合改性，使得改性后的聚異氰酸酯在水中乳化后的粒徑更小，與水性樹脂的相容性更好，制得的漆膜光澤、豐滿度更好；且通過控制先磺酸改性后磷酸改性的工藝，較非離子改性和普通磺酸改性的聚異氰酸酯而言，可以使用更少的改性物就可獲得更好的水分散性能，所以在耐性上又有進一步的提升的同時，解決了磺酸鹽在等量叔胺存在下較難接枝到聚異氰酸酯上的難點，解決了市場上常規磺酸改性聚異氰酸酯的殘余胺較多、氣味較大且影響性能的問題。

技術領域

本發明涉及多異氰酸酯制備領域，更具體地，本發明涉及一種凈味水分散聚異氰酸酯的制備方法及其應用。

背景技術

隨著環境法規的日益嚴格，以及人們環保意識的逐漸增強，越來越多的油性涂料及膠黏劑被相應的水性材料所取代；而水分散聚異氰酸酯作為水性涂料中的重要的交聯組份也越來越被重視。目前水分散聚異氰酸酯的制備方法主要可分為陰離子型和非離子型。

非離子型是指將聚異氰酸酯用聚醚進行改性，引入醚鍵，增加親水性，使其可乳化分散在水中，從而與水性羥基組份可均勻混合使用；由于要引入大量的聚醚基團才能保證其足夠的水分散性，從而獲得較好的光澤，但由于接枝大量聚醚導致NCO基團消耗過多，有效NCO含量大大降低，從而官能度也大大降低，導致交聯密度低，涂層耐性和物理性能不好；其次大量的醚鍵存在涂層中，導致涂層耐水性能和硬度也較差。陰離子型的水分散聚異氰酸酯通常是指在聚異氰酸酯引入羧基或者磺酸基團，然后中和成鹽賦予親水性能，使其可以乳化分散在水中，使用該類陰離子型水分散聚異氰酸酯所制的涂層耐水性和硬度等性能較非離子型有一定的提升。

其中，羧酸鹽離子型水分散聚異氰酸酯通常是引入DMPA或DMBA到分子中，再用氨中和成鹽，其耐性較非離子型有較大提升，但由于DMPA和DMBA是雙官分子，產品分子量大大提升，粘度非常大，導致其水分散性能較差，目前工業化產品很少。

磺酸鹽離子型水分散聚異氰酸酯通常是引入氨基磺酸鹽到聚異氰酸酯中，再用氨中和成鹽，由于磺酸鹽具有較強的親水性，所以較非離子型而言可以引入較少的磺酸鹽基團就可以獲得較好的水分散性能，從而耐性和物理性能較非離子型有較大提升。故目前磺酸鹽型水分散聚異氰酸酯作為主流產品流通在市場中，不過由于引入較多親水基團在分子中，且水分散后的粒徑不夠細，仍然存在耐性和光澤和耐油性上的缺陷。

此外，氨基磺酸鹽引入到聚異氰酸酯中所需的反應條件較為苛刻，且需要氨作為催化劑和中和劑在高溫中催化反應，且往往很長的反應時間，都不能將磺酸鹽百分百的完全接枝到聚異氰酸酯中，且反應過后往往會殘留少量的游離中和胺在產品中，對產品氣味、儲存穩定性，成膜后的耐性和硬度都有不良影響。

發明內容

為了解決上述問題，本發明第一個方面提供了一種凈味水分散聚異氰酸酯的制備方法，包括以下步驟：

(1)將多異氰酸酯、氨基磺酸和中和催化劑混合，反應，得到磺酸改性多異氰酸酯；

(2)將改性磷酸加入磺酸改性多異氰酸酯，反應，得到水分散聚異氰酸酯；

所述改性磷酸含有羥基或氨基。

作為本發明一種優選的技術方案，所述氨基磺酸和改性磷酸的總摩爾量，和中和催化劑的摩爾量的摩爾比為(1～1.1)：1。

作為本發明一種優選的技術方案，所述氨基磺酸和改性磷酸的摩爾比為1：(0.1～3)。

作為本發明一種優選的技術方案，所述氨基磺酸和改性磷酸的總摩爾量，和多異氰酸酯中異氰酸根的摩爾量的摩爾比為(0.005～0.05):1。

作為本發明一種優選的技術方案，所述步驟(1)反應溫度為70～110℃。

作為本發明一種優選的技術方案，所述步驟(2)反應溫度為65～100℃。