[发明专利]水性聚氨酯固化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚氨酯涂料内的固化剂及聚氨酯涂料固化剂的制备方法。

背景技术

聚氨酯涂料以其突出的性能，优良的保护性.以及优异的耐低温和施工方便性。被广泛应用于军事、工业、家庭办公的装饰与保护。近年来，聚氨酯涂料在涂料行业中的位置日益显著。特别是在木器涂料中，聚氨酯涂料起到了不可替代的作用，其固化剂的选择起着关材的作用，它的应用与发展备受关注。固化剂又名硬化剂、熟化剂或变定剂，是一类增进或控制固化反应的物质或混合物。树脂固化是经过缩合、闭环、加成或催化等化学反应，使热固性树脂发生不可逆的变化过程，固化是通过添加固化剂来完成的。

目前聚氨酯涂料中的固化剂中含有有机溶剂二甲苯、甲苯、醋酸丁酯、环已酮，溶剂释放在空气中污染大，而且成本高，储存、运输和使用过程中有机溶剂是危险化学，易燃易爆，很不安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种水性聚氨酯固化剂，本发明所形成的固化剂能和水性丙烯酸树脂、水性醇酸树脂混合反应形成膜，且既能用于常温固化的木质、金属、塑料等表面的水性涂料配制，也能用于配制高温固化的涂料。

本发明的另一目的是提供一种水性聚氨酯固化剂的制备方法，该方法简单，利用该方法制备的固化剂能和水性丙烯酸树脂、水性醇酸树脂混合反应形成膜，且既能用于常温固化的木质、金属、塑料等表面的水性涂料配制，也能用于配制高温固化的涂料。

为达到上述目的，水性聚氨酯固化剂包括甲苯二异氰酸酯、三羟甲基丙烷、聚乙二醇、聚碳酸酯二醇、醋酸乙酯和催化剂；各原料的重量百分比为：

甲苯二异氰酸酯              18-25％

三羟甲基丙烷                1-5％

聚乙二醇                    0.01-40％

聚碳酸酯二醇                0.01-40％

醋酸乙酯                    20.01-80％

催化剂                      0.1-0.5％。

作为改进，用丙酮替代醋酸乙酯，其他各原料和各原料的重量百分比不变。

作为改进，水性聚氨酯固化剂还包括丙酮，其中醋酸乙酯占整个物质的重量百分比为20-40％，丙酮占整个物质的重量百分比为0.01-40％，其他原料所占的重量百分比不变。

作为具体化，各原料的重量百分比为：

甲苯二异氰酸酯              20-23％

三羟甲基丙烷                2-3％

聚乙二醇                    11-30％

聚碳酸酯二醇                10-29％

醋酸乙酯                    25-34％

丙酮                      12-31％

催化剂                    0.2-0.3％。

作为具体化，各原料的重量百分比为：

甲苯二异氰酸酯            22％

三羟甲基丙烷              2.5％

聚乙二醇                  14％

聚碳酸酯二醇              17.1％

醋酸乙酯                  33％

丙酮                      11％

催化剂                    0.4％。

作为本发明的具体化，所述的催化剂为三正丁基磷和/或磷酸。

为达到上述的另一目的，一种水性聚氨酯固化剂的制备方法，其特征在于：其步骤为：在一个装有搅拌器、温度计和通N₂保护的四口烧瓶中，加入重量百分比为18-25％的甲苯二异氰酸酯、重量百分比为20.01-80％的醋酸乙醋，加热升温到40-50℃，然后，把重量百分比为1-5％的三羟甲基丙烷分三批投入反应，然后在70-80℃保温3-5小时，检测NCO的重量百分含量，当固含为55-65％时，降温至43-48℃，将重量百分比为0-40％的聚乙二醇分两批投入反应，然后在58-63℃保温3小时；加入三正丁基磷，在50℃-60℃之间保温反应2.5-4小时，加入磷酸，冷却至20-30℃，即可出料。

作为本发明制备方法的改进，用丙酮替代醋酸乙酯。