[发明专利]超支化水性聚氨酯涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水性涂料领域，具体涉及超支化水性聚氨酯涂料及其制备方法。

技术背景

超支化水性聚氨酯由于具有水性聚氨酯的环保特性，而且具有超支化聚合物的溶解性好、熔融粘度低等特点而被广泛应用。水性聚氨酯分为羧酸型水性聚氨酯和磺酸型水性聚氨酯，与羧酸型水性聚氨酯相比，磺酸型水性聚氨酯的稳定性好，固含量高。姜丽等人（聚氨酯工业，2012，27（4）：39-42）报道了一种固含量为50%的水性聚氨酯，其核心技术是以1，2-二羟基-3-丙磺酸钠为亲水扩链剂，与异佛尔酮二异氰酸酯和聚醚多元醇反应，制备了水性聚氨酯。李伟等人（涂料工业，2011，41（9）：1-4）报道了一种高固含量环氧改性磺酸盐水性聚氨酯的合成，以异佛尔酮二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯为二异氰酸酯，聚己二酸-1，4-丁二醇酯为软段，1，4-丁二醇为小分子扩链剂，乙二胺基乙磺酸钠为亲水扩链剂，环氧树脂E-51为改性剂，得到水性固含量超过50%的环氧改性水性聚氨酯。这是因为磺酸盐性聚氨酯分散体的亲水基团为强酸强碱盐，离子化程度较高，提高了乳胶离子的双电层的ζ电位，在乳胶粒之间形成了较强的静电排斥作用，阻止了乳胶粒凝聚，故可以制得高固含量（大于50%）的水性聚氨酯。由于亲水基团的存在，使得水性聚氨酯的耐水性、耐溶剂性和耐候性都较差，故必须对其进行改性。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的超支化水性聚氨酯耐水性、耐溶剂性和耐候性差的问题，而提供一种超支化水性聚氨酯涂料及其制备方法。

本发明首先提供一种超支化水性聚氨酯涂料，按照重量份数计包括如下：

所述的超支化水性聚氨酯是以超支化聚酯Boltorn^TMH40为软段，以二氨基磺酸盐为亲水扩链剂制备得到的。

优选的是，所述的超支化水性聚氨酯的制备方法，包括如下：

步骤一：将超支化聚酯Boltorn^TMH40、无水氯化亚锡催化剂、抗氧剂及顺丁烯二酸酐反应，得到改性的超支化水性聚氨酯；

步骤二：将步骤一得到的改性的超支化水性聚氨酯与二异氰酸酯反应，得到第一中间体；

步骤三：将步骤二得到的第一中间体与小分子扩链剂反应，得到第二中间体；

步骤四：将步骤三得到的第二中间体与二氨基磺酸盐反应，得到超支化水性聚氨酯。

优选的是，所述的步骤一的反应温度为145～160℃，反应时间为2～3.5。

优选的是，所述的二异氰酸酯选自1，6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种。

优选的是，所述的小分子扩链剂选自1，4-丁二醇或一缩二乙二醇中的一种。

优选的是，所述的二氨基磺酸盐选自2，4-二氨基苯磺酸钠或乙二胺基乙磺酸钠中的一种。

优选的是，所述的水性润湿剂选自BYK-307、BYK-333或BYK-377中的一种或几种。

优选的是，所述的固化剂选自型号为Bayhydur3100、BayhydurXP2655或BayhydurXP2547中的一种。

优选的是，所述的水性助溶剂选自异丙醇、乙二醇丁醚或二乙二醇丁醚中的一种。

本发明提供一种超支化水性聚氨酯涂料的制备方法，包括如下：

将超支化水性聚氨酯、水性润湿剂、水性流平剂和水性消泡剂加入到搅拌机中混合，然后再加入水性助溶剂和固化剂搅拌，即得到超支化水性聚氨酯涂料。

本发明的有益效果

本发明首先提供一种超支化水性聚氨酯涂料，该涂料主要成分为超支化水性聚氨酯，所述的超支化水性聚氨酯是以超支化聚酯Boltorn^TMH40为软段，以二氨基磺酸盐为亲水扩链剂制备得到的，由于在制备过程中使用二氨基磺酸盐作为亲水扩链剂，使得到的超支化水性聚氨酯具有更加优异的储存稳定性，用10000转的高速离心机离心30min后，底部没有任何沉淀。同时，由于使用超支化聚酯Boltorn^TMH40为软段，该超支化水性聚氨酯具有更高的官能度，与固化剂作用后得到的涂料具有更加致密的网络状结构，从而，提高了固化后的漆膜的机械性能，从而大大地提高了漆膜的耐水性、耐溶剂性以及耐候性，实验结果表明：本发明的超支化水性聚氨酯涂料固化后得到的漆膜在室温水中浸泡60小时，漆膜没有出现发白、起泡、脱落的现象，经乙醇、丙酮擦拭200次，漆膜没有出现发白、褪色、失光现象。