[发明专利]枝型分子结构可光/热固化水性聚氨酯涂饰剂及其制备方法

权利要求书

1.一种枝型分子结构可光/热固化水性聚氨酯涂饰剂，其特征在于主要组分组成，以质量百分比计为：下述结构式(I)所示聚氨酯20～45％，去离子水55～80％，

结构式(I)中：m＝1～6，n＝1～6；R₁为结构式(II)所示丙烯酸酯，其中i＝0～1；X为分子量不大于400羟基官能团数不小于4的多元醇；R₂为结构式(III)所示聚氨酯预聚体，式(III)中R₃为选自 中之一，R₄为结构式(Ⅳ)所示聚氨酯预聚体，R₅为分子量在500～3000范围内的二元醇，R₆为分子量不大于300的二元醇，R₇为分子量不大于300的二羟基羧酸或叔胺二元醇；所述结构式(II)、结构式(Ⅲ)和结构式(IV)如下：

2.根据权利要求1所述的枝型分子结构可光/热固化水性聚氨酯涂饰剂，其特征在于所述R₅为分子量在500～3000范围的聚醚二元醇、聚酯二元醇或聚碳酸酯二元醇。

3.根据权利要求1所述的枝型分子结构可光/热固化水性聚氨酯涂饰剂，其特征在于所述二羟基羧酸为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸。

4.根据权利要求1或2或3所述的枝型分子结构可光/热固化水性聚氨酯涂饰剂， 其特征在于还含有占涂饰剂质量总量2～10％的填料。

5.根据权利要求4所述的枝型分子结构可光/热固化水性聚氨酯涂饰剂，其特征在于所述填料选自粒径在10～200nm范围的SiO₂、TiO₂、ZnO、CaCO₃、Al₂O₃、蒙脱土和黏土粒子。

6.制备权利要求1至3中之一所述枝型分子结构可光/热固化水性聚氨酯涂饰剂的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)二异氰酸酯与分子量小于300的二元醇按照摩尔比(2～3)∶1混合后，在30～45℃反应1～2小时，加入二异氰酸酯和二元醇质量总量5～15％的溶剂和二异氰酸酯和二元醇质量总量1.2％～5％亲水扩链剂，于60～80℃反应1～2小时，再加入占二异氰酸酯摩尔分数12％～25％的分子量在500～3000范围内的二元醇反应2～4小时，制备得到含有可电离基团的聚氨酯预聚体；

(2)在含有可电离基团的聚氨酯预聚体中加入占(1)中所述二异氰酸酯摩尔分数4～13％的分子量不大于400羟基官能团数不小于4的多元醇，并加入由(1)制备的聚氨酯预聚体质量0.1％～0.2％的选自有机锡类和胺类的催化剂，在60～90℃下充分反应，制备得到含枝型结构结构的聚氨酯；

(3)含有枝型结构的聚氨酯加入占(1)中所述二异氰酸酯摩尔分数5％～25％的含羟基的丙烯酸酯，在55～75℃反应1～5小时，即制备得到结构式(I)所示聚氨酯；

(4)在步骤(3)所制备的聚氨酯中加入亲水扩链剂摩尔分数85％～100％的成盐剂充分混匀后，将聚氨酯分散到去离子水中，即制备得到枝型分子结构可光/热固化水性聚氨酯涂饰剂。

7.根据权利要求6所述的枝型分子结构可光/热固化水性聚氨酯涂饰剂的制备方法，其特征在于在步骤(4)中加入无机纳米填料。

8.根据权利要求6所述的枝型分子结构可光/热固化水性聚氨酯涂饰剂的制备方法，其特征在于在步骤(4)加入占聚氨酯质量0.1％～0.5％的分子量不大于300的脂肪族或芳香族二元胺，进行二次扩链。

9.根据权利要求6或7或8所述的枝型分子结构可光/热固化水性聚氨酯涂饰剂的制备方法，其特征在于所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡和三亚乙基二胺。 

10.根据权利要求6或7或8所述的枝型分子结构可光/热固化水性聚氨酯涂饰剂的制备方法，其特征在于所述亲水扩链剂选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸或N-甲基二乙醇胺，所述溶剂选自丙酮和甲乙酮，所述成盐剂选自三乙胺、醋酸和盐酸，且当亲水扩链剂为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸时，成盐剂选择三乙胺，亲水扩链剂为N-甲基二乙醇胺时，成盐剂选择醋酸或盐酸。