[发明专利]二氧化碳基水性聚氨酯、二氧化碳基水性聚氨酯涂料及其制备方法

权利要求书

1.二氧化碳基水性聚氨酯，其特征在于，结构式如式Ⅰ或式Ⅱ所示；

式Ⅰ和式Ⅱ中，

-R为

-R₁-为

-R₂-为其中，m₁和n₁均为聚合度，6≤m₁≤40，10≤n₁≤100；

-R₃-为-CH₂-或-CH₂CH₂-；

R₄为NH₄或Na；

-R₅为

R₆为

-R₇-为其中，n₂、n₃、n₄、n₅和n₆均为聚合度，5≤n₂≤15，5≤n₃≤30，5≤n₄≤30，13≤n₅≤40，9≤n₆≤27。

2.二氧化碳基水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)惰性气氛保护下，将聚(碳酸酯-醚)二元醇、聚酯二元醇/聚醚二元醇与二异氰酸酯本体聚合，得到第一中间产物体系；

(2)第一中间产物体系、亲水扩链剂和催化剂在溶剂下反应，得到第二中间产物体系；

(3)第二中间产物体系与二异氰酸酯在溶剂下反应，得到第三中间产物体系；

(4)第三中间产物体系与小分子二元醇扩链剂在溶剂下反应，得到大分子聚氨酯体系；

(5)大分子聚氨酯体系与中和剂反应，抽出溶剂，得到二氧化碳基水性聚氨酯；

所述步骤(2)的亲水扩链剂为羧酸类亲水扩链剂，步骤(5)的中和剂为胺类中和剂；

或者步骤(2)的亲水扩链剂为胺类亲水扩链剂，步骤(5)的中和剂为酸类中和剂。

3.根据权利要求2所述的二氧化碳基水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述聚(碳酸酯-醚)二元醇的数均分子量在1500～6000道尔顿，碳酸酯基团含量在25％～75％；

所述聚酯二元醇为聚己内酯二元醇或聚己二酸丁二醇酯，数均分子量均在1000～3000道尔顿；

所述聚醚二元醇为聚丙二醇或聚四氢呋喃二元醇，数均分子量均在1000～3000道尔顿。

4.根据权利要求2所述的二氧化碳基水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)和步骤(3)中，二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4-甲苯二异氰酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯；

所述小分子二元醇扩链剂为乙二醇、丁二醇、一缩二乙二醇或二缩三乙二醇。

5.根据权利要求2所述的二氧化碳基水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡。

6.根据权利要求2所述的二氧化碳基水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述羧酸类亲水扩链剂为2，2-二羟甲基丙酸或2，2-二羟甲基丁酸，胺类中和剂为三乙胺、氨水或氢氧化钠；

所述胺类亲水扩链剂为二羟乙基苯胺或N-甲基二乙醇胺，酸类中和剂为盐酸、三氟乙酸或乙酸。

7.根据权利要求2所述的二氧化碳基水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述聚(碳酸酯-醚)二元醇、聚酯二元醇/聚醚二元醇、步骤(1)中二异氰酸酯、羧酸类亲水扩链剂、催化剂、步骤(3)中二异氰酸酯、小分子二元醇扩链剂、胺类中和剂的质量比为(150～750):(250～600):(100～160):(50～100):(0.2～0.6)：(50～120):(9～60):(20～60)；

所述聚(碳酸酯-醚)二元醇、聚酯二元醇/聚醚二元醇、步骤(1)中二异氰酸酯、胺类亲水扩链剂、催化剂、步骤(3)中二异氰酸酯、小分子二元醇扩链剂、酸类中和剂的质量比为(250～500):(330～600):(100～250):(50～100):(0.2-0.5):(70～100):(10～60):(20～70)。