[发明专利]一种耐热耐磨除甲醛水性聚氨酯涂料、其制备方法及应用

说明书

本发明属于水性涂料技术领域，尤其涉及一种耐热耐磨除甲醛水性聚氨酯涂料、其制备方法及应用。本发明利用光照后二氧化钛产生的‑OH与异氰酸酯三聚体中的三个异氰酸酯基团结合得到异氰酸酯修饰的二氧化钛，再将功能化修饰的二氧化钛在水性聚氨酯分子链中原位聚合，使二氧化钛修饰到聚氨酯分子链的侧面。本发明通过上述反应增强了二氧化钛在水性聚氨酯中的分散，优化了水性聚氨酯涂料的耐磨性能，同时赋予了其净化空气、去除甲醛的性能，甲醛去除率高达60％以上。

技术领域

本发明属于水性涂料技术领域，尤其涉及一种耐热耐磨除甲醛水性聚氨酯涂料、其制备方法及应用。

背景技术

水性聚氨酯涂料作为家具涂料，有着水基环保安全、耐用、使用方便等优异特点，但是作为涂覆层，其耐磨性能需要进行改进以增加耐磨耐用性，同时家具中由于材料的影响，家具中多含有甲醛等有害物质。

锐钛型纳米二氧化钛作为一种新型的自清洁材料，最近几年在光触媒行业使用较为广泛，用来去除甲醛等有害物质。同时，纳米二氧化钛作为无机填料可以有效改善基体材料的耐磨等性能。但是，纳米二氧化钛要发挥其净化功效与耐磨功能，需要其处于均匀分散状态，然而由于纳米二氧化钛本身的化学特性--含有表面羟基，使得其容易在有机物中发生团聚，因此纳米二氧化钛在有机物中做填料使用时，需要进行表面处理以增加其分散性。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种耐热耐磨除甲醛水性聚氨酯涂料、其制备方法及应用。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种耐热耐磨除甲醛水性聚氨酯涂料的制备方法，步骤如下：

(1)制备改性纳米二氧化钛

将5-20份锐钛型纳米二氧化钛加入含有30-70份丙酮的双口烧瓶中，超声震荡的同时紫外光照射30min，1000r/min搅拌30min，搅拌下加入1-5份异氰酸酯三聚体，60-90℃回流反应0.5-5h，滤掉溶剂，再用丙酮清洗，70℃真空干燥24h，得到异氰酸酯三聚体改性的锐钛型纳米二氧化钛；

(2)制备聚氨酯预聚体

取10-20份低聚物多元醇在120℃真空烘箱中脱水2h后，加入1-10份步骤(1)的改性纳米二氧化钛，超声震荡30min，冷却；将混有改性纳米二氧化钛的聚酯多元醇加入干燥的三口烧瓶，搅拌条件下加入0.5-5.0份二元羧酸和2.5-7.5份异氰酸酯，将烧瓶置于80℃油浴中反应2h，得到聚氨酯预聚体；

(3)制备水性聚氨酯涂料

步骤(2)的烧瓶冷却后，向烧瓶中加入丙酮，得到聚氨酯预聚体稀释液；向聚氨酯预聚体稀释液中加入0.5-5.5份封端剂，15-30℃条件下反应2h后，加入0.25-0.7份中和剂反应10min；在高剪切作用下加入水分散，再将丙酮蒸馏除去后，制得水性聚氨酯溶液。

进一步，步骤(1)中，紫外光波长为200-400nm；

所述异氰酸酯三聚体为MDI三聚体、HDI三聚体、IPDI三聚体或HDI-TDI混合三聚体中的一种或两种以上。

进一步，步骤(2)中，所述低聚物多元醇为聚酯基二元醇、聚醚二元醇、聚己内酯基二元醇、聚碳酸酯基二元醇、甘油或蓖麻油中的一种或两种以上，其数均分子量为300-3000；

所述二元羧酸为二羟甲基乙酸、二羟甲基丙酸、二羟甲基戊酸、二羟甲基丁二酸、二羧基半酯、二氨基苯甲酸或马来酸酐；

所述异氰酸酯为MDI、HDI、IPDI或TDI。

进一步，步骤(3)中，所述封端剂为乙二醇胺；

所述中和剂为三甲胺、三乙胺、三乙醇胺或氢氧化钠。

注明：本发明所述“份”均指重量份数。