[发明专利]一种高固体含量水性聚氨酯树脂及其涂料的制备方法和应用

权利要求书

1.一种高固体含量水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤(1)、将5～45重量份聚碳酸亚丙酯多元醇、15～50重量份异氰酸酯在70～90℃下反应2～4小时，得到混合溶液A；

步骤(2)、在上述混合溶液A中加入0.2～7重量份的扩链剂1、50～100重量份丙酮或丁酮，搅拌混匀后加入0.02～0.3重量份催化剂，置于60～70℃下反应5～8小时，得到混合溶液B；

步骤(3)、将上述混合溶液B降温至35～60℃后，再加入磺酸型亲水扩链剂，反应15～60分钟，加入去离子水进行乳化，添加的水量使得乳液固体含量在45wt％以上，搅拌10～20分钟；

聚碳酸亚丙酯多元醇与磺酸型亲水扩链剂的质量比为70：0.5或45：0.6；

步骤(4)、将步骤(3)所得产物置于旋转蒸发仪上，真空减压，脱除溶剂，得到100重量份的基于聚碳酸亚丙酯多元醇的高固体含量水性聚氨酯乳液；

其中，所述的聚碳酸亚丙酯多元醇是指由二氧化碳和环氧丙烷经过化学聚合合成的兼具聚碳酸酯和聚醚结构的多元醇，其分子量为1500～4000，官能度为2～6；

所述的扩链剂1为乙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,6-己二醇和二甘醇中的一种或几种；

所述的磺酸型亲水扩链剂包括乙二胺基丙磺酸钠、乙二胺基乙磺酸钠和德固赛A95及其衍生物。

2.基于如权利要求1所述的方法得到的高固体含量水性聚氨酯树脂在水性聚氨酯涂料制备中的应用。

3.一种高固体含量水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于该方法是将100～200重量份如权利要求1所述的方法得到的高固体含量水性聚氨酯乳液、0.002～1.2重量份流平剂、0.05～4重量份增稠剂、0.05～6重量份环保型助剂、0.003～0.1重量份消泡剂和一定量的去离子水依次加入到拉缸中，在250～500转/分钟下搅拌1～2小时，即得基于聚碳酸亚丙酯多元醇的高固体含量水性聚氨酯涂料。

4.如权利要求1所述的一种高固体含量水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于步骤(1)还可以加入0～20重量份其他常规聚合物二元醇。

5.如权利要求1所述的一种高固体含量水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于步骤(2)还可以加入0～4重量份交联剂。

6.如权利要求3所述的一种高固体含量水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于还可以加入0～15重量份色浆。

7.如权利要求1所述的一种高固体含量水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于所述的聚碳酸亚丙酯多元醇是指由二氧化碳和环氧丙烷经过化学聚合合成的兼具聚碳酸酯和聚醚结构的多元醇，其分子量为1500～4000，官能度为2。

8.如权利要求4所述的一种高固体含量水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于所述的常规聚合物二元醇包括聚己二酸丁二醇酯二元醇、聚环氧丙烷二元醇、聚环氧乙烷二元醇、聚四氢呋喃醚二元醇、聚己内酯二元醇和聚碳酸酯二元醇其中的一种或多种，其分子量为1000～4000；

所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和六次甲基二异氰酸酯中的一种或几种；

所述的催化剂为有机锡、有机铋、有机银或有机锌；

所述的交联剂为三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、甘油、季戊四醇和蓖麻油中的一种或几种。