[发明专利]一种交联脲醛树脂有机消光剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种消光剂，特别是涉及一种交联脲醛树脂有机消光剂及其制备方法。

背景技术

目前，市场上出现的消光剂主要是无机消光剂，如硅藻土、高岭土、合成纳米SiO₂、钛白粉等，而合成纳米SiO₂及其改性产品因其具有大的比表面积和特殊的晶形结构，消光效果强，是现在涂料工业中最为常用的消光剂。合成二氧化硅折光指数与涂料工业中使用的大部分树脂的折射指数相近，因此应用于清漆中具有良好的光学性能。在皮革涂饰剂中应用时对二氧化硅消光剂的要求包括：适于大多数基料体系、依所需要的光泽容易调整、容易分散、良好的悬浮性、良好的通透度、手感。但就目前来说，国内生产的SiO₂消光剂仍存在很多不足，如消光度不足，在乳液中容易团聚、沉淀，影响乳液稳定性。市场上流行的SiO₂消光剂主要靠进口。SiO₂消光剂会带来如下缺点：对体系的耐候性和耐紫外光性能带来负面影响；经表面处理的产品，难以在水性体系中进行应用；剪切作用下不稳定；耐划伤性能丧失；体系黏度增加较多；成膜后延展性降低等。而有机消光剂对体系黏度影响小，具有优异的耐候性和耐紫外光性能，无需润湿剂即可分散在各种水性体系中，耐高温，对干膜的延展性影响小，耐剪切，耐溶剂，耐酸碱，良好的复涂性。但是，有机消光剂由于技术不成熟，尤其在国内，合成的消光剂在涂料中容易导致涂膜发黄，涂膜柔韧性不佳，国内尚未得到跨越性的发展，主要靠引进国外相关技术生产。相应的研究已经开展。如《涂料工业》1999年第1期16-18页报道了一种粉末涂料用有机消光树脂，克服了B68类消光剂存在的易泛黄，耐过度烘烤性差，在浅色粉末涂料中的泛黄性的缺点。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有以SiO₂作消光剂的水性聚氨酯涂膜耐刮性、耐弯折性不佳的缺点，提供一种能够制备脲醛树脂中游离甲醛低、能够满足环保要求并使水性聚氨酯涂膜具备高耐刮、高耐弯折性能的交联脲醛树脂及其制备方法；

本发明另一个目的在于提供交联脲醛树脂作为有机消光剂的应用。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种交联脲醛树脂，具有如下部分交联结构：

其中，基本交联单元结构为-CH₂OH、-O-CH₃。

本发明交联产物中的相对比例随着固化时所用酸的强度而变化。

一种交联脲醛树脂的制备方法，包括如下步骤：

第一步：甲醛与尿素按1.1～2.0的摩尔比混合，调节pH值至6～8，升温至60℃～80℃，反应1.5h～4h后出料得预聚物；所述甲醛采用质量浓度为37％～40％的甲醛水溶液；

第二步：预聚物用去离子水稀释至2～7倍，加入计量的酸，在5s～45s内生成凝胶；所述的酸为有机酸或无机酸中的一种或多种；所述的无机酸为硫酸、硝酸、磷酸或盐酸；所述的有机酸为氨基磺酸、甲酸、草酸、马来酸、琥珀酸或氯乙酸；以每摩尔尿素计，酸的加入量为10～100mmo1；所述的酸用去离子水将酸稀释至质量浓度1％～10％后加入；

第三步：将所得凝胶产物粉碎，加入1～2体积倍凝胶产物的去离子水，搅拌状态下加入稀碱溶液，调节pH值至9～10，搅拌0.5h～2h后过滤，80℃～120℃干燥过夜，在球磨机中研磨至1μm～30μm；过滤后干燥，粉碎，得交联脲醛树脂。

进一步地，所述第一步的pH值优选为7～7.5，反应的温度优选为65～75℃，反应的时间优选为2h～3h。

所述第一步还包括加入胶体保护试剂，所述胶体保护试剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、羟乙基纤维素、淀粉、羧甲基纤维素；胶体保护试剂加入量为尿素和甲醛原料总质量的1％～5％。

所述甲醛与尿素的摩尔比优选为1.4～1.6。

所述预聚物优选用去离子水稀释至3～5倍；以每摩尔尿素计，酸的加入量为20～50mmol。

所述粉碎是在研钵或万能粉碎机中将凝胶产物粉碎。

所述研磨包括干磨或湿磨；干磨时，加入的玻璃球与树脂的质量比为(2.0～3.0)∶1；湿磨时，加入的玻璃球、脲醛树脂和去离子水的质量比为(2.0～3.0)∶1∶(0.5～1)。

所述研磨的时间优选为2h～4h、研磨的转速优选为250r/min～450r/min。