[發(fā)明專利]一種高耐性封閉型水性聚異氰酸酯的制備方法及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011228862.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112266464B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚卉文;張政;余軍;陳景豪;謝武挺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東也樂(lè)新材料制造有限公司
• 主分類號(hào): C08G18/80
• 分類號(hào): C08G18/80;C08G18/38;C08G18/34
• 代理公司: 上海微策知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31333
• 代理人: 張靜

本發(fā)明涉及高分子合成技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種高耐性封閉型水性聚異氰酸酯的制備方法及其應(yīng)用。本發(fā)明通過(guò)使用有機(jī)硅化合物對(duì)羧酸型擴(kuò)鏈劑進(jìn)行改性，制備新型的異氰酸酯改性劑，在聚異氰酸酯中有效引入有機(jī)硅鏈段，賦予其優(yōu)異的耐高溫性能；此外有機(jī)硅化合物具有表面能低和易表面富集的特性，是很好的疏水性物質(zhì)，使得使用本發(fā)明提供的聚異氰酸酯作為固化劑，制備得到的高分子具有優(yōu)良的耐候性、耐溶劑性及生理惰性。且相比于單獨(dú)使用羧酸型擴(kuò)鏈劑，本發(fā)明提供的改性劑對(duì)聚異氰酸酯進(jìn)行改性，在賦予聚異氰酸酯親水性的同時(shí)不會(huì)使其粘度大量增加，更容易制備出無(wú)溶劑的高固含、低粘度和小分散粒徑的封閉型水性聚異氰酸酯。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子合成技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種高耐性封閉型水性聚異氰酸酯的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)聚氨酯固化劑多是溶劑型，其所含游離的異氰酸酯單體和溶劑對(duì)人類和環(huán)境造成巨大危害，隨著人類環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，水性化的聚氨酯固化劑隨之產(chǎn)生，然后常溫自干性的水性聚氨酯固化劑需在使用時(shí)搭配水性羥基樹脂使用，這時(shí)就存在一個(gè)可使用時(shí)間的問(wèn)題，由于混合后的體系中含有大量的水，異氰酸酯基又易與水反應(yīng)從而影響體系的可使用時(shí)間。鑒于現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)搭配的復(fù)雜性及可使用時(shí)間的限制性，水性封閉型聚氨酯固化劑亦隨之產(chǎn)生；而水性封閉型聚氨酯固化劑具有無(wú)活性異氰酸根可在制漆中添加到水性樹脂中并具有優(yōu)良的儲(chǔ)存穩(wěn)定性和適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，日益受到人們的關(guān)注。

目前水性封閉型聚氨酯固化劑的制備方法主要用作為水性擴(kuò)鏈劑將聚異氰酸酯進(jìn)行改性，引入親水基團(tuán)，增加親水性，再使用封閉劑對(duì)NCO基團(tuán)進(jìn)行封閉，使其可穩(wěn)定的乳化分散在水中，從而與水性羥基組份可均勻混合形成單組份涂料；然而使用該類親水?dāng)U鏈劑改性的水性封閉型聚氨酯固化劑所制的涂層還是存在耐水性、耐溶劑性、耐高溫性和機(jī)械性能的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明第一個(gè)方面提供了一種高耐性封閉型水性聚異氰酸酯的制備方法，包括：

親水改性：將聚異氰酸酯和異氰酸酯改性劑混合，在70～80℃反應(yīng)，得到改性聚異氰酸酯：

封端：將改性聚異氰酸酯和封閉劑在65～70℃反應(yīng)，得到封閉型聚異氰酸酯：

乳化：將封閉型聚異氰酸酯加入中和劑反應(yīng)后，加入水在40～45℃混合0.4～0.6h，得到所述封閉型水性聚異氰酸酯；

所述異氰酸酯改性劑的結(jié)構(gòu)式如式(1)所示：

R₁選自氫原子、烷基、烷氧基、羥基中的一種或多種；R₂選自烷基、烷氧基、酰氧基中的一種或多種。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述聚異氰酸酯中異氰酸根的摩爾量和異氰酸酯改性劑的摩爾量的摩爾比為1：(0.03～0.08)。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述R₁為C1～C3烷基。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述R₂為C2～C4烷氧基。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述封閉型水性聚異氰酸酯的固含量為40～60wt％。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述異氰酸酯改性劑的制備方法包括：

將羧酸型擴(kuò)鏈劑和催化劑依次加入溶劑中，混合后，滴加氯硅烷，并升溫到65～75℃反應(yīng)、干燥，得到所述異氰酸酯改性劑。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述羧酸型擴(kuò)鏈劑和氯硅烷的摩爾比為1：(0.95～1.05)。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述羧酸型擴(kuò)鏈劑的結(jié)構(gòu)式如式(2)所示：