[发明专利]一种水性聚氨酯固化剂的制备方法

说明书

本发明特别涉及一种水性聚氨酯固化剂的制备方法。本发明的制备方法，包括以下步骤：(1)按重量份计，将800‑1200份异氰酸酯和1.5‑2.5份季铵碱类催化剂混合均匀，50‑80℃反应3.5‑5小时；然后40‑50℃加入3‑5份酸类终止剂，反应0.5‑2小时，得到异氰酸酯三聚体；(2)按重量份计，将400‑600份异氰酸酯三聚体与5‑15份环己胺基磺酸在50‑60℃混合均匀；然后在60‑80℃、0.5‑1小时内加入2.5‑9份脂肪族胺，反应3‑6小时；然后加入0.4‑0.5份酸类终止剂，反应0.5‑0.8小时，即得到水性聚氨酯固化剂。本发明所制备的固化剂综合性能优异。

技术领域

本发明特别涉及一种水性聚氨酯固化剂的制备方法。

背景技术

目前市面上的涂料以溶剂型涂料为主，然而，随着环保法规的日益严格以及技术的逐渐完善，水性涂料的市场需求也随之提高。水性涂料面临的挑战是，如何在可接受的成本前提下，对涂料的性能进行完善和优化，以达到不同的使用目的，并且进一步降低挥发性有机化合物(VOC)的排放量。对于如何提高涂料的性能，关键问题在于，通过新的合成技术制备新型复合水性涂料，或在水性树脂中引入特殊的官能团，赋予涂料的多功能性。水性固化剂能有效解决以上问题。水性聚氨酯固化剂，是一种水性固化剂，可作为外加交联剂应用于水性聚氨酯中，提高水性涂料的综合性能。水性聚氨酯固化剂可作为水性聚氨酯的重要组成部分，其应用领域随水性聚氨酯应用范围扩大而扩大。

水性聚氨酯固化剂一般是向分子链引入亲水基团，使分子部分具有亲水性，从而将整个分子分散于水中，形成乳液。亲水基团分为阴离子、阳离子和非离子等类型，目前，水性聚氨酯固化剂主要以非离子型和阴离子型为主，非离子一般采用单羟基聚醚多元醇，这种固化剂一般需要较大的改性量，才能使水性聚氨酯固化剂具有很好的分散性和与水性树脂的相容性，但是聚醚多元醇改性量大，对漆膜性能影响很大，特别是对漆面的耐水性和透明性，所以目前水性固化剂都是向阴离子改性的方向发展。阴离子型水性聚氨酯固化剂常用的亲水改性剂为羧酸型和羟基型，因羧酸与固化剂反应产生水，而水又会继续与固化剂中的NCO基团反应，因此这种固化剂的稳定性差。而羟基型的丙磺酸又有致癌性，对人体有害，使用后性能也一般。

此外，市面上的水性聚氨酯固化剂大部分直接拿油性的六亚甲基二异氰酸酯三聚体产品，接枝亲水基团。因为一般的六亚甲基二异氰酸酯固化剂粘度都比较高，制备的水性固化剂的粘度会进一步增加。在使用中，客户需要用一些亲水溶剂如丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)来稀释到一定比例，再将固化剂分散到水中或水性产品中。如果不利用亲水溶剂稀释，固化剂在水中会结团、增稠，无法均匀地分散在产品中。

因此，需要制备一种低粘度、易分散、稳定性高、综合性能优异的水性聚氨酯固化剂满足市场需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种水性聚氨酯固化剂的制备方法。本发明的工艺简单，设备要求低，可大规模生产，制备的固化剂低粘度、易分散、稳定性高、综合性能优异。

本发明采用以下技术方案。

一种水性聚氨酯固化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份计，将800-1200份异氰酸酯和1.5-2.5份季铵碱类催化剂混合均匀，50-80℃反应3.5-5小时；然后40-50℃加入3-5份酸类终止剂，反应0.5-2小时，得到异氰酸酯三聚体；

(2)按重量份计，将400-600份异氰酸酯三聚体与5-15份环己胺基磺酸在50-60℃混合均匀；然后在60-80℃、0.5-1小时内加入2.5-9份脂肪族胺，反应3-6小时；然后加入0.4-0.5份酸类终止剂，反应0.5-0.8小时，即得到水性聚氨酯固化剂。

优选地，所述异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯。