[发明专利]用于水性柔感涂料的含羟基聚氨酯水分散体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于水性柔感涂料的含羟基聚氨酯水分散体及其制备方法，其含羟基聚氨酯水分散体特别适合与单组分的水性聚氨酯分散体拼合作为水性涂料的羟基组分，再以亲水的异氰酸酯固化剂配合，用作聚乙烯、聚苯乙烯、ABS等塑料结构的具有柔感的防护、装饰性的水性柔感涂料。

背景技术

柔感涂料可以形成具有弹性手触感、亚光外观，同时具有良好的耐化学品性能、耐磨性以及防起雾性等特点的涂膜，主要用于汽车内饰件领域和手机外壳、笔记本电脑外壳等电子电器领域。传统的溶剂型柔感涂料主要由柔韧的含羟基树脂与异氰酸酯固化剂组成，其中含羟基树脂是影响涂膜手感及化学性能的重要因素。由于环境保护的要求，水性柔感涂料日益受到重视。现有的单组份的柔性水性聚氨酯分散体成膜后，虽具有柔软的手触感，但耐化学品性能较差；由现有含羟基聚氨酯水分散体与亲水的异氰酸酯固化剂组成的双组份聚氨酯体系成膜后具备良好的耐化学品性能，但手感较差；目前水性柔感涂料的主要成膜物质由柔韧的含羟基的聚氨酯水分散体与高分子量的柔软的单组份聚氨酯分散体混合作为羟基组分，再和亲水的异氰酸酯固化剂交联固化成膜，而其中柔韧的含羟基的聚氨酯水分散体的性能对柔感涂料的手感、机械性能和耐化学品性能之间的平衡起着重要的作用。因此，提供一种即不过分损失柔感，又能提高涂膜对化学品及沾污物的耐性的含羟基聚氨酯水分散体是当前急需解决的问题。

发明内容

本发明的第一个目的是：提供一种可以使水性柔感涂料涂膜的柔软触感和涂膜对酒精及沾污物的耐性之间得到平衡的用于水性柔感涂料的含羟基聚氨酯水分散体。

实现本发明第一个目的的技术方案是：一种用于水性柔感涂料的含羟基聚氨酯水分散体，它是以15～25重量份聚碳酸酯二元醇、15～25重量份弹性聚酯二元醇、1～5重量份季戊四醇、2～5重量份含羧基二元醇、10～20重量份脂肪族或脂环族异氰酸酯类单体、0.1～1.0重量份的催化剂及溶剂为原料，经加热聚合得到的含羟基聚氨酯树脂，再中和成盐、自乳化、脱除溶剂后形成的水分散体，其羟基含量在1.8～2.2Wt％，固体含量在35～45Wt％，总挥发性有机化合物含量≤100g/L，水分散体储存6个月的涂-4粘度变化小于5％；

所述聚碳酸酯二元醇为等比例的1，5戊二醇与1，6己二醇的合成产物，其聚碳酸酯二元醇相对分子量在500g/mol～1500g/mol；

所述弹性聚酯二元醇是由己二酸或乙二酸与一缩二乙二醇及乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、新戊二醇中的一种或几种加热缩合而成的，其弹性聚酯二元醇相对分子量在500g/mol～1500g/mol；

所述含羧基二元醇为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸。

所述含羟基聚氨酯水分散体的羟值为50～120mgKOH/g，酸价为15～40mgKOH/g，优选羟值为60～80mgKOH/g，酸价为25～35mgKOH/g。

所述含羟基聚氨酯水分散体中，其所述脂肪族或脂环族异氰酸酯类单体为己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、三甲基己二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种。

所述含羟基聚氨酯水分散体中，其所述的弹性聚酯二元醇相对分子量和聚碳酸酯二元醇的相对分子量优选均在800g/mol～1200g/mol。

本发明的第二个目的是：提供一种工艺易于控制，操作稳定的制备用于水性柔感涂料的含羟基聚氨酯水分散体的方法。

实现本发明第二个目的的技术方案是：一种上述用于水性柔感涂料的含羟基聚氨酯水分散体的制备方法，其具体制备步骤如下：

①在装有加热装置、温度计、搅拌装置和冷凝装置的反应釜内加入15～25重量份聚碳酸酯二元醇、15～25重量份弹性聚酯二元醇、1～5重量份季戊四醇、2～5重量份含羧基二元醇、0.1～1.0重量份的催化剂和溶剂，搅拌升温至反应温度80～85℃，使反应釜内物料呈均一透明状态，然后加入10～20重量份脂肪族或脂环族异氰酸酯类单体，在反应温度继续搅拌保温4～6小时后，得到含羟基聚氨酯树脂；

②将步骤①得到的含羟基聚氨酯树脂，降温至30～40℃，搅拌状态下加入中和剂进行中和反应，中和时间为20～30分钟，直至体系的pH值在7.0～8.0，出料；

③在装有高速搅拌机的分散装置内先加入去离子水，以500转/分钟的转速搅拌下，加入步骤②得到的生成物，10分钟内加完，再继续以1000转/分钟的转速搅拌至少30分钟完成自乳化；