[发明专利]水性封闭异氰酸酯固化剂及其制备方法、水性涂料及涂膜制品

说明书

本发明涉及一种水性封闭异氰酸酯固化剂及其制备方法、水性涂料及涂膜制品。该水性封闭异氰酸酯固化剂的制备原料包括：多异氰酸酯单体、封闭剂、亲水接枝剂、扩链剂、催化剂及稀释溶剂；其中，封闭剂选自氨基封闭剂、羟基封闭剂及活泼亚甲基封闭剂中的至少一种；亲水接枝剂为聚乙二醇单甲醚化合物；扩链剂为分子量小于500的多羟基化合物；催化剂为有机金属试剂。得到的水性封闭异氰酸酯固化剂应用于汽车的中面涂等涂料，能够在不影响涂膜交联密度及性能的前提下，显著提升涂膜的柔韧性，同时降低成本。

技术领域

本发明涉及汽车涂料技术领域，特别是涉及一种水性封闭异氰酸酯固化剂及其制备方法、水性涂料及涂膜制品。

背景技术

水性封闭异氰酸酯固化剂是一类常温不固化、储存稳定、具有乳化能力的辅助型固化树脂，由于其出色的稳定性，因而在汽车的中面涂技术领域被广泛使用。目前在汽车的中面涂技术领域，市场上广泛使用的水性封闭异氰酸酯固化剂大多是由多异氰酸酯三聚体衍生的固化剂，其应用于汽车中面涂等涂料中存在涂膜的柔韧性不足及成本较高的问题，因而急需提供一种水性封闭异氰酸酯固化剂用于汽车中面涂等涂料中，能够在不影响涂膜的交联密度及性能的前提下，提升涂膜的柔韧性，同时降低成本。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够在不影响涂膜的交联密度及性能的前提下，提升涂膜的柔韧性，同时降低成本的水性封闭异氰酸酯固化剂及其制备方法、水性涂料及涂膜制品。

本发明的一个方面，提供了一种水性封闭异氰酸酯固化剂，其制备原料包括：多异氰酸酯单体、封闭剂、亲水接枝剂、扩链剂、催化剂及稀释溶剂；

其中，所述封闭剂选自氨基封闭剂、羟基封闭剂及活泼亚甲基封闭剂中的至少一种；所述亲水接枝剂为聚乙二醇单甲醚化合物；所述扩链剂为分子量小于500的多羟基化合物；所述催化剂为有机金属试剂。

上述水性封闭异氰酸酯固化剂，通过封闭剂对多异氰酸酯单体的部分-NCO 基团进行封闭，通过亲水接枝剂对其进行亲水改性，通过扩链剂对其进行扩链，相比于传统的水性封闭异氰酸酯固化剂中的异氰尿酸酯六元环状结构，降低了固化剂的刚性，同时其具有大量点线式链状结构使其具有更优异的空间自由翻转能力，同时存在多交联点，故而得到的水性封闭异氰酸酯固化剂应用于汽车的中面涂等涂料，能够在不影响涂膜交联密度及性能的前提下，显著提升涂膜的柔韧性，同时降低成本。

在其中一些实施例中，按重量百分比计在所述制备原料中，所述多异氰酸酯单体为25％～40％，所述封闭剂为6％～35％，所述亲水接枝剂为5％～40％，所述扩链剂为4％～8％，所述催化剂为0.05％～0.15％，所述稀释溶剂为10％～30％。

在其中一些实施例中，所述多异氰酸酯单体选自六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯及4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述封闭剂选自3,5-二甲基吡唑、1,2,4-三氮唑、二异丙胺、甲乙酮肟、丙二酸二异丙酯及丙二酸二乙酯中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述亲水接枝剂选自数均分子量为300～2000的聚乙二醇单甲醚化合物。

在其中一些实施例中，所述扩链剂选自羟基数≥3的多羟基化合物。

在其中一些实施例中，所述催化剂选自有机锡试剂和有机碱金属盐中的一种。

在其中一些实施例中，所述稀释溶剂为聚醚溶剂。

本发明的另一个方面，提供了一种水性封闭异氰酸酯固化剂的制备方法，包括如下步骤：

将多异氰酸酯单体与封闭剂在稀释溶剂的作用下进行封端反应，得到第一氨基甲酸酯预聚物；

将所述第一氨基甲酸酯预聚物与亲水接枝剂在催化剂的作用下进行接枝反应，得到第二氨基甲酸酯预聚物；