[发明专利]高官能度端羟基聚氨酯水分散体及其制备方法与应用

权利要求书

1.高官能度端羟基聚氨酯水分散体的制备方法，其特征在于：以质量份数计，将15‐23份脂肪族二异氰酸酯、6‐23份聚多元醇、2.5‐15份亲水扩链剂、0.02‐0.10份催化剂加入反应釜中，在氮气保护下升温至65‐85℃反应2‐4h，至体系NCO％达理论值时，降温至55‐70℃，在20‐60min内滴加完含有0.1‐1.0份二元醇扩链剂、1‐3份交联剂的丙酮溶液，于60‐85℃反应1‐2h，至体系NCO％达理论值时，用丙酮稀释，降温至40‐50℃，加入0.1‐0.5份三乙胺中和，在高速剪切下加水分散，然后缓慢加入2‐5份30℃以下的醇胺类化合物的水溶液进行封端反应，最后用0.2‐1.0份乙二胺后扩链，即得端羟基聚氨酯水分散体；

所述的催化剂为高活性有机铋或者银系金属催化剂；

所述的醇胺类化合物的羟基平均官能度大于2.0，选用三羟甲基氨基甲烷、氨基葡萄糖和葡乙胺中的一种或两种以上；

所述的亲水扩链剂为磺酸型扩链剂与低分子量羧酸型扩链剂按质量比1:0.0‐1.5的混合物，所述磺酸型二醇扩链剂选用磺酸型聚氨酯二醇BY 3301和/或磺酸型聚氨酯二醇

BY3306D；所述低分子量羧酸型扩链剂选用二羟甲基丙酸和二羟甲基丁酸中的一种或两种；

所述的脂肪族二异氰酸酯为己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯中的一种或两种以上；

所述的交联剂为三官能度以上的小分子多元醇；

所述的聚多元醇为分子量800-2000的二元醇。

2.根据权利要求1所述的高官能度端羟基聚氨酯水分散体的制备方法，其特征在于：所述的二元醇扩链剂和交联剂以丙酮溶解后滴加。

3.根据权利要求1所述的高官能度端羟基聚氨酯水分散体的制备方法，其特征在于：所述的二元醇扩链剂为乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、新戊二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、乙基丁基丙二醇、二羟甲基环己烷中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的高官能度端羟基聚氨酯水分散体的制备方法，其特征在于：所述的交联剂选用丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的高官能度端羟基聚氨酯水分散体的制备方法，其特征在于：所述的催化剂为选用Borchi Kat 24、BiCAT8118、BiCAT8、NIMEX6603和ESCAT100Ag-18中一种或两种以上。

6.根据权利要求1所述的高官能度端羟基聚氨酯水分散体的制备方法，其特征在于：所述的乙二胺后扩链度为20％-80％。

7.根据权利要求1所述的高官能度端羟基聚氨酯水分散体的制备方法，其特征在于：所述的聚多元醇选用聚己内酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚氧乙烯醚二醇、聚四氢呋喃醚二醇中的一种或两种以上。

8.根据权利要求1所述的高官能度端羟基聚氨酯水分散体的制备方法，其特征在于：所述的聚氨酯二醇BY 3301的分子量为2000，磺酸型聚氨酯二醇BY3306D的分子量550。

9.一种高官能度端羟基聚氨酯水分散体，其特征在于其由权利要求书1-7任一项所述的制备方法制得，其固含量为45-50％，粒径为40-200nm，羟基含量为2-5％，25℃的粘度为100-500mPa·s，外观半透明泛蓝光或乳白泛蓝。

10.根据权利要求9所述的高官能度端羟基聚氨酯水分散体在水性涂料中的应用，其特征在于：将高官能度端羟基聚氨酯水分散体与水分散多异氰酸酯固化剂混合，按照NCO:OH＝0.8-1.8:1进行复配。