[发明专利]水合萜二醇改性聚氨酯、其制备方法及含有该聚氨酯的涂料组合物

说明书

本发明属于化学工业领域，进一步属于化工制品领域，具体涉及水合萜二醇改性聚氨酯及其制备方法，进一步涉及含有该聚氨酯的涂料组合物。所述水合萜二醇改性的聚氨酯由包括以下种类和重量百分数的原料制备而成：二异氰酸酯50、水合萜二醇20‑25％、聚醚多元醇、8‑10％、二元胺10‑12％、碱性催化剂0.05‑0.10％、极性非质子性溶剂5‑8％。所述水合萜二醇改性聚氨酯，充分利用了天然可再生资源，具有更高的环保型；进一步提供了针对原料而设计的聚合制备过程，以及使用该聚氨酯的水性涂料，所述涂料在具有较高耐黄变性的基础上，其硬度进一步提高，耐候性、耐刮划性得以提升。

技术领域

本发明属于化学工业领域，进一步属于化工制品领域，具体涉及水合萜二醇改性聚氨酯及其制备方法，进一步涉及含有该聚氨酯的涂料组合物。

背景技术

水性聚氨酯涂料在室外应用时，承受较为长期和苛刻的室外老化条件，其黄变问题并不容忽视。现有技术公开了通过添加有色物质来掩盖黄变的技术方案(CN103602254A)，但其本质并没有抑制或降低黄变现象的发生，也不可能解决聚氨酯老化所带来的变脆剥落等问题。在此基础上，现有技术进一步公开了通过使用耐黄变的异氰酸酯(CN102391458A)以及使用脂环族原料(CN101883803、CN101472968A)来抑制聚氨酯的黄变问题。但是，使用改进结构的异氰酸酯直接导致了原料成本的攀升，并且反应流程也需要根据特定异氰酸酯而加以适应性改变，导致其工业化存在困难。使用脂环族原料的情况下，一方面这些原料往往通过石油原料予以合成，从资源再生的角度考虑并不优选，另一方面脂环族聚氨酯尽管宣称具有提高的硬度，但实际表现却并不令人满意。

水合萜二醇是以松节油制备松香醇的中间产物，是一种具有羟基空间位阻的脂环族二元醇。水合萜二醇本身除了作为中间体之外尚未得到其他方面的有效利用。而我国具有丰富的林业资源，松节油原料产量较高，且属于可再生资源，因此充分利用松节油和水合萜二醇，不仅从经济角度和产品性能角度具有乐观前景，对于节约资源、环保也有其积极意义。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的一个目的在于提供水合萜二醇改性的聚氨酯，所述聚氨酯使用非石油原料的脂环族二醇作为原料，在抑制黄变的基础上，具有改进的硬度和环保性。

本发明的另一个目的在于提供前述水合萜二醇改性的聚氨酯的制备方法。所述制备方法针对水合萜二醇的化学性质而设计，能够顺利制备以其改性的聚氨酯产品。

本发明的再一个目的在于提供含有前述水合萜二醇改性聚氨酯的水性涂料。

具体而言，所述水合萜二醇改性的聚氨酯由包括以下种类和重量百分数的原料制备而成：

水合萜二醇是松节油在酸性催化剂作用下生成的结晶水合物，其进一步在酸性水溶液条件下脱去一份子水而转化为松香醇(一元醇)。因此，在使用水合萜二醇作为脂环族多元醇制备聚氨酯时，一方面应当避免引入水性环境、另一方面应当避免引入酸性催化剂。基于此，本发明提出以少量的极性非质子性溶剂作为反应稀释剂，并以碱性催化剂催化反应进行的基本思路，既可避免非/弱极性溶剂/分散剂(例如聚氨酯合成时常用的苯、甲苯、氯仿等)无法充分溶解水合萜二醇的问题，也可以避免水等质子性溶剂对水合萜二醇的破坏。同时，水合萜二醇聚羟基具有较高的空间位阻，使得聚氨酯链整体上呈现相较于脂环族多元醇而言更为强的刚性，有助于提升聚氨酯涂抹的硬度和耐久性。

所述二异氰酸酯的种类没有特别限定，但是从提高聚氨酯耐黄变性的角度考虑，优选使用脂环族二异氰酸酯，具体可以列举二环己基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或多种。