[发明专利]羟基水性分散体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水性功能高分子乳液技术领域，具体涉及一种用于双组分水性聚氨酯乳液的羟基水性分散体及其制备方法。

背景技术

目前，由于环境污染及国家政策的促进作用，水性涂料的技术发展及产品应用进展迅速。水性聚氨酯乳液作为其中的一大类，是目前的研究热点之一，其乳液性能已经可以跟油性乳液媲美。但单组分的水性聚氨酯乳液由于结构单一，且有大量的亲水基团存在，严重影响其耐水解及耐酸碱等性能，大大限制了其应用范围。而双组分水性树脂由于其优异的耐水解、耐溶剂、耐气候等性能被广泛应用于汽车、木器、皮革等高端领域。

但是，双组分水性树脂与溶剂型树脂相比，仍存在着干燥速度慢、羟基含量低、粘度大、交联度有限等问题。而目前的技术，仅利用三羟甲基丙烷的交联特性从结构上进行一些微调，或者控制合适的分子量等方法来降低最终分散体的粘度。虽然能在一定程度上降低水性分散体的粘度，提高一部分羟基含量(利用二乙醇胺或三乙醇胺封端)，但改善程度有限。目前的产品应用大多也仅限于对分散体进行后配方的改性处理。如CN201610411073.9采用乳酸作为pH调节剂，同时配合非离子型助剂，得到可以使用油性固化剂的水性树脂。异氰酸酯固化剂对水性树脂破乳进行固化而不与水反应，从而实现了无膜厚限制的一次喷涂技术，但对产品性能并没有本质改变。而大多数专利集中于通过A、B两组分的配方调整来使最终产品性能得到一些提高，如专利CN201610559770.9、CN201610350553.9等，后配方的调整有一定的局限性，对最终产品性能虽有所提高，但很难实现本质的突破。

发明内容

针对现有技术，本发明旨在解决上述技术中至少一项不足。

本发明提供一种羟基水性分散体，其包含按重量份计的下述组分：

其中，所述超支化封端剂具有如下结构：

其中，A代表异氰酸酯多聚体；B代表多羟基化合物；所述异氰酸酯多聚体在超支化封端剂中的重量百分数为40-95％，优选为50-95％，更优选为55-90％；所述多羟基化合物在超支化封端剂中的重量百分数5-60％，优选为5-50％，更优选为10-45％。

本发明还提供一种制备上述羟基水性分散体的方法，包括以下步骤：

(a)使多元醇与异氰酸酯反应；

(b)向步骤(a)中得到的反应体系中加入扩链剂，得到预聚体；

(c)向步骤(b)中得到的预聚体中加入超支化封端剂，得到末端带有羟基的预聚体；

(d)向步骤(c)中得到的反应体系中加入成盐剂；

(e)向步骤(d)中得到的反应体系中加入水，得到羟基水性分散体，

其中在各步骤中使用的物料与产品部分所述的物料一致。

有益效果：(1)本发明的羟基水性分散体具有高分子量、低粘度以及优异的机械性能等特点。此外，使用该羟基水性分散体制备的水性涂层时具有优异的耐水解性、耐溶剂性等，可广泛地应用在汽车、木器、皮革等领域。(2)本发明的羟基水性分散体的结构具有可调节性，通过对超支化封端剂的改变，可以对羟基含量进行调节；同时可以根据性能要求对羟基在分子链上的分布情况进行结构调整，从而最终对产品的性能进行调控，满足对不同产品性能的要求。

具体实施方式

在本发明中，如无特别说明，则所有操作均在室温、常压条件下实施；组合物中各成分的份数均为重量份数，比例为重量比。

本发明提供一种羟基水性分散体，其包含按重量份计的下述组分：

其中，所述超支化封端剂具有如下结构：

其中，A代表异氰酸酯多聚体；B代表多羟基化合物；所述异氰酸酯多聚体在超支化封端剂中的重量百分数为40-95％，优选为50-95％，更优选为55-90％；所述多羟基化合物在超支化封端剂中的重量百分数5-60％，优选为5-50％，更优选为10-45％。

优选地，所述异氰酸酯多聚体为异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、四甲基苯二甲基二异氰酸酯的二聚体或三聚体中的任意一种或至少两种的组合。