[發明專利]一種復合改性陽離子型水性聚氨酯底涂劑的合成方法

有效

• 申請號: 202110604072.7
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113292698B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 趙雨花;王軍威;亢茂青;殷寧;馮月蘭;李其峰;張清運;李曉云
• 申請（專利權）人: 中國科學院山西煤炭化學研究所
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/58;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/44;C08G18/32;C08G18/12;C08G18/83;C09D175/04;C09D5/00
• 代理公司: 太原申立德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 程園園

1.一種復合改性陽離子型水性聚氨酯底涂劑的合成方法，其特征在于：由多元醇，環氧樹脂，二異氰酸酯，溶劑，含叔胺基的小分子醇胺擴鏈劑，催化劑，中和劑，去離子水和硅烷偶聯劑制備得到；

制備過程包括以下步驟：

步驟1，將已脫水的多元醇、環氧樹脂和二異氰酸酯加入反應器中，在攪拌狀態下加熱保溫反應制備異氰酸酯封端的預聚體；

步驟2，向反應體系中加入溶劑、含叔氨基小分子醇胺擴鏈劑和催化劑，通過加熱保溫反應制備含有離子化基團的聚氨酯中間體；用二正丁胺反滴定法分析NCO%含量達到理論值后進行降溫；

步驟3，向反應體系中加中和劑中和，同時進行降溫；

步驟4，將去離子水在快速攪拌下緩慢加入反應體系分散均勻，加入硅烷偶聯劑，進行升溫；

步驟5，真空脫除溶劑，得到乳白色分散液，即為復合改性陽離子型水性聚氨酯乳液；

所述多元醇:環氧樹脂:二異氰酸酯:溶劑: 含叔胺基的小分子醇胺擴鏈劑:催化劑:中和劑: 硅烷偶聯劑=(0.025~0.04mol) : (0.006~0.012mol): (0.10~0.13mol) : (30~60g) : (0.03~0.04mol)：(20~100ppm): (0.03~0.04mol) : (0.012~0.025mol)；

所述步驟1中加熱保溫反應的反應溫度為70~90℃，反應時間為1~2h；

所述步驟2中加熱保溫反應的反應溫度為50~80℃，反應時間為1~2h；

所述步驟2中降溫操作為將溫度降至50~60℃；

所述步驟3降溫操作為將溫度降至30~40℃；中和時間為20~30min；

所述步驟4中升溫操作為將升溫至40~50℃；反應時間為30~40min；

所述步驟2中催化劑包括二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫或三乙烯二胺中的一種或幾種任意比例的混合物；

所述步驟2中催化劑的加入量為反應物總和的20-100ppm；

所述步驟4中的硅烷偶聯劑為含端氨基或端巰基的硅烷偶聯劑。

2.根據權利要求1所述一種復合改性陽離子型水性聚氨酯底涂劑的合成方法，其特征在于：所述步驟1中多元醇為聚醚二醇和聚酯二醇；多元醇的分子量范圍為1000~2000；

所述聚醚二醇為聚四亞甲基醚二醇或聚環氧丙烷醚二醇中的一種或幾種任意比例的混合物；

所述聚酯二醇為聚己二酸酯類、聚ε-己內酯二醇或聚碳酸酯二醇中的一種或幾種任意比例的混合物。

3.根據權利要求2所述一種復合改性陽離子型水性聚氨酯底涂劑的合成方法，其特征在于：所述聚己二酸酯類二醇為聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇-丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇或聚己二酸乙二醇-新戊二醇酯二醇中的一種或幾種任意比例的混合物；

聚ε-己內酯二醇為PCL-210N或PCL-220N中的一種或幾種任意比例的混合物；

聚碳酸酯二醇為聚己二醇基碳酸酯和聚己二醇戊二醇基碳酸酯任意比例的混合物。

4.根據權利要求1所述一種復合改性陽離子型水性聚氨酯底涂劑的合成方法，其特征在于：所述步驟1中環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂和雙酚F型環氧樹脂；

所述雙酚A型環氧樹脂包括E-44，E-51和E-55；

所述雙酚F型環氧樹脂包括YDF-161，YDF-165，YDF-170，YDF-175S。

5.根據權利要求1所述一種復合改性陽離子型水性聚氨酯底涂劑的合成方法，其特征在于：所述步驟1中二異氰酸酯為芳香族二異氰酸酯或脂肪族二異氰酸酯；

所述芳香族二異氰酸酯包括甲苯二異氰酸酯，4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯；

所述脂肪族二異氰酸酯包括1，6-己二異氰酸酯，異佛爾酮二異氰酸酯，4，4’-二環己基甲烷二異氰酸酯。

6.根據權利要求1所述一種復合改性陽離子型水性聚氨酯底涂劑的合成方法，其特征在于：所述步驟2中溶劑包括丙酮、丁酮、二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的一種或幾種任意比例的混合物；

所述步驟2中含叔胺基的小分子醇胺擴鏈劑為N-羥乙基哌嗪和N-甲基二乙醇胺任意比例的混合物。