[发明专利]聚氨酯涂料用液态聚酯多元醇及其制备方法和应用

说明书

本发明属于聚氨酯材料技术领域，具体的涉及一种聚氨酯涂料用液态聚酯多元醇及其制备方法和应用。原料包括混合二元酸、混合小分子二元醇、催化剂和抗氧剂；混合二元酸和混合小分子二元醇投料摩尔比为1：1.05‑1.2；混合二元酸为己二酸副产物混合二元酸。本发明从聚酯多元醇合成原料小分子二元酸和二元醇考虑出发，小分子二元酸选用混合二元酸，小分子二元醇选用两种以上的二元醇，且其中一种需含有支链结构，这从结构组成上确保了制得的聚酯多元醇结构无规度、非对称性较高；进而得到的聚酯不易结晶或不结晶，常温或低温条件下均为液态，保持良好的流动性，有利于双组分聚氨酯涂料中主剂组分的配制及满足稳定性、流动性等基本要求。

技术领域

本发明属于聚氨酯材料技术领域，具体的涉及一种聚氨酯涂料用液态聚酯多元醇及其制备方法和应用。

背景技术

聚氨酯涂料又俗称聚氨酯油漆，是一种常用的聚氨酯材料，通常可分为双组分和单组分聚氨酯涂料。其中，双组分聚氨酯涂料是指由溶剂化的带活性羟基的聚氨酯树脂组分(也称主剂组分)和低分子量的异氰酸酯预聚物组分(也称固化剂组分)，经混合、涂胶后，利用主剂组分上的活性羟基与固化剂组分上的活性异氰酸酯基经固化反应后即制得相应的涂层，形成下游的应用材料。通常双组分聚氨酯涂料具有体系粘度低、流动性好、开放时间易于调控等优点，是目前很有发展前途的一类涂料品种。当前的主要应用方向较广，涵盖木器涂料、汽车修补涂料、防腐涂料、地坪漆、电子涂料、日用品涂层等。

根据主剂组分中含活性羟基的具体原料不同，主剂组分又可分为聚醚型聚氨酯树脂和聚酯型聚氨酯树脂，即以聚醚多元醇和聚酯多元醇为主要原料配制的聚氨酯树脂组分。以聚酯型主剂组分为原料的双组分聚氨酯涂料通常具有成膜温度低、附着力强、耐磨性好、硬度大以及耐溶剂性、耐候性好等优点，而应用领域更为广泛。从适用性的角度出发，聚氨酯涂料用的聚酯多元醇要求常温或低温状态下为不结晶、流动性较好的液态。但多数聚酯多元醇以己二酸为原料，结构比较规整、对称，易结晶成固态。开发聚氨酯涂料用的液态聚酯多元醇，特别是低温环境下也不结晶的液态聚酯多元醇，对于丰富双组分聚氨酯涂料的种类、拓宽应用领域等方面都有较大的意义。

此外，混合二元酸为己二酸生产过程的副产物，目前生产己二酸的主流工艺为在铜钒催化剂作用下，将主原料环己醇或KA油(环己醇及环己酮混合物)经硝酸氧化后制得，过程中发生副反应同时生成丁二酸和戊二酸。主产物己二酸经分离提纯后，余下的母液组分再经分离、蒸馏浓缩得到熔融态的混合二元酸，再经结片机的冷却结片工艺，即制得提纯得固态的混合二元酸。由于混合二元酸结构组成比较杂，提纯成本较高，目前对混合二元酸尚未有效的利用。寻求和开发混合二元酸的直接有效利用是当前己二酸生产行业的一个重要研究方向。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种聚氨酯涂料用液态聚酯多元醇。该聚酯多元醇与现有聚酯多元醇相比，具有非结晶能力，即在低温环境下也为液态，保持良好的流动性，对于聚氨酯涂料的主剂组分配料具有极好的适用性；本发明同时提供了其制备方法。

本发明所述的聚氨酯涂料用液态聚酯多元醇，其特征在于：原料包括混合二元酸、混合小分子二元醇、催化剂和抗氧剂；混合二元酸和混合小分子二元醇投料摩尔比为1：1.05-1.2；混合二元酸为己二酸副产物混合二元酸。

其中：

己二酸副产物混合二元酸由丁二酸、戊二酸、己二酸和其余组分组成，其重量比为20-25％：54-59％：20-25％：1-5％；混合小分子二元醇为2-3种小分子二元醇，其中至少一种为带有支链的小分子二元醇；带有支链的小分子二元醇占混合小分子二元醇总摩尔数的10-100％。

己二酸副产物混合二元酸中优选三种二元酸总含量重量分数≥95％，其余组分包括灰分、水分和硝酸等杂质总含量≤5％。

带有支链的小分子二元醇具有如下结构式：