[发明专利]一种磺酸盐型水性聚氨酯固化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公布了一种磺酸盐型水性聚氨酯固化剂，由如下质量份数的成分制得：氨基磺酸盐2.8‑5.0份、六亚甲基二异氰酸酯三聚体95‑98份和三乙胺0.1‑0.5份；其中，所述氨基磺酸盐为具有支化结构的氨基磺酸盐，并且经过了薄膜蒸发器的后处理步骤。所得到的水性聚氨酯固化剂，具有较低粘度；并且包含该水性聚氨酯固化剂的水性聚氨酯配方，涂覆在基体上成膜后，在较长一段时间内具有高光泽的特性。

技术领域

本发明属于固化剂领域，具体涉及一种磺酸盐型水性聚氨酯固化剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年国家对环保要求不断提高，水性涂料毋庸置疑成为当今涂料技术重要发展方向之一。其中双组份水性聚氨酯固化剂因其交联密度高，具有优异物理性能和化学性能而被广泛应用于地坪、工业及木器行业。构成双组份水分散型聚氨酯重要组成部分的是水性聚氨酯固化剂。

磺酸盐改性的水性聚氨酯固化剂由于其具有优异的分散性、较快的硬度上升速率和优异的耐水性，一直是行业主流的产品类型。但是使用过程中仍然存在一些缺陷，其中，水性固化剂在亲水改性中粘度会急剧增加，造成成品粘度在3000m Pa.s以上，需要加入20％以上稀释剂才能具有较好的分散性；而稀释剂的成分是熔点较低的有机溶剂，因此会造成VOC排放的增加。此外，水性固化剂合成中一般要引入胺作为中和剂和催化剂，胺的残留很容易导致含有该固化剂的水性聚氨酯配方在基体成膜后光泽降低的现象。这些问题导致了水性聚氨酯固化剂开发难度增大。

因此，亟需找到一种同时兼有低粘度的水性聚氨酯固化剂以及包含所述水性聚氨酯固化剂的水性聚氨酯，在基体上成膜后具有在较长一段时期内保持高光泽的特性，从而解决上述问题。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术磺酸盐改性的水性聚氨酯固化剂体系粘度高，以及含有该水性聚氨酯固化剂的水性聚氨酯在基体成膜后光泽不足的缺陷，提供了一种低粘度的磺酸盐型水性聚氨酯固化剂及其制备方法。该方法通过使用带支化结构的氨基磺酸盐，降低三聚体合成过程中粘度增加的问题，从而保证水性固化剂不用稀释剂即有优异的分散性；并且该方法通过薄膜蒸发分离技术降低胺的残留，保证含有本发明所述的水性聚氨酯固化剂的水性聚氨酯在基体成膜后具有优异的光泽；同时在长期储存和使用过程中依然能够保持成膜后光泽的稳定性。

本发明的一个目的在于提供一种磺酸盐型水性聚氨酯固化剂。

一种磺酸盐型水性聚氨酯固化剂，由如下质量份数的成分制得：

氨基磺酸盐 2.8-5.0份

六亚甲基二异氰酸酯三聚体 95-98份

三乙胺 0.1-0.5份；

其中，所述氨基磺酸盐的支化度大于17.8％。

进一步地，所述氨基磺酸盐的支化度大于18.6％。

进一步地，所述氨基磺酸盐选自2-叔丁基-4-(环己胺基)-1-丁烷磺酸盐、2-叔丁基-3-(环己胺基)-1-丙烷磺酸盐或2-异戊基-3-(环己胺基)-1-丙烷磺酸盐的一种或多种。

进一步地，所述六亚甲基二异氰酸酯三聚体中NCO的含量为21-24wt％。

本发明的另一个目的在于提供上述磺酸盐型水性聚氨酯固化剂的制备方法，包括如下步骤：

S1.将氨基磺酸盐、六亚甲基二异氰酸酯三聚体和三乙胺在80-100℃下反应得到粗产物；

S2.将上述粗产物通过薄膜蒸发仪后处理，得到最终产物。

进一步地，步骤S1的反应时间为5-12h。

进一步地，所述薄膜蒸发仪的后处理步骤为：