[发明专利]一种羟基酸改性水性双组份聚氨酯分散体系及其制备方法

说明书

本发明涉及一种羟基酸改性水性双组分聚氨酯分散体系及其制备方法，所述分散体系主要包括以下组分：组分a：所有不易内部发生脱水反应的羟基酸中的任意一种或两种以上的混合物；组分b：所有能够通过活泼氢催化聚合的化合物；组分c：催化剂；组分d：丙烯酸及其酯类单体；组分e：水性多异氰酸酯固化剂。该分散体的改性方法以及该类分散体与羟基官能团反应物交联后的双组分聚氨酯分散体可用于汽车高档面漆、皮革等工业领域；采用羟基酸改性可以有效地将活泼氢催化聚合的产物引入到体系中，并且能够有效地使之水性化，另外，通过引入不同活泼氢催化聚合的产物可以有效地弥补双组分聚氨酯的缺陷，降低体系的黏度以及提高树脂漆膜的光泽、丰满度等。

技术领域

本发明属于水性双组分聚氨酯分散体制备领域，尤其是涉及一种羟基酸改性的水性双组分聚氨酯体系的制备新技术。

背景技术

双组分聚氨酯为含羟基官能团的化合物与多异氰酸酯固化剂固化交联后形成的聚氨酯树脂，双组分聚氨酯在工业生产中已经受到了越来越多的重视，其生产的规模也日益壮大，采用羟基丙烯酸分散体制备双组分聚氨酯自干漆的需要也越来越多。但是在双组分聚氨酯的应用过程中也存在着多多少少的缺点，比如说溶剂含量高、黏度大以及固含低等问题，固含低、黏度大还引发了一系列的问题，固含较低、黏度较大会导致在喷涂过程中树脂的喷涂固含较低，从而影响了漆膜的光泽以及丰满度，达不到人们所期望的要求。

因此，如何降低羟基丙烯酸分散体的黏度、降低溶剂含量的同时提高树脂的固含成为了人们研究的热点，经过了多年的努力，人们在羟基丙烯酸分散体高固低黏、低VOC含量的方面取得了一定程度的成功。人们采用添加活性稀释剂的方法、添加液体反应物以及添加其它沸点较高、黏度较低的添加物，在加入到丙烯酸聚合的过程中，一方面可以作为反应的介质减少溶剂的使用，另一方面因为其沸点较高、分子量相对较大亦或者被添加物能够与树脂的主体发生接枝而引入到整个体系当中，无论是哪一种方法，该类添加物都不易除去，这类添加物在树脂当中充当了固含，从而使得整个羟基丙烯酸体系的固含得到了进一步的提高。

但是在该类提高树脂固含、降低树脂黏度的同时，也存在着较大的问题，被添加物往往疏水性很强，亲油性较好，另外，通过某种接枝手段制备的添加物也存在着疏水性较强的问题，如聚醚多元醇等，再加上羟基丙烯酸分散体要求溶剂含量要低，因此在水性为分散介质的体系中，油性的添加物往往是不被添加的，但是少量的油性物质添加到体系当中，对树脂的影响较小，也能一定程度上提高树脂的性能，但是过多的添加会导致整个树脂体系稳定性较差，尤其是在自乳化树脂方面。

鉴于此，将油性添加物水性化，可以有效地解决这一问题，水性化的常规手段主要就是对疏水化合物进行改性，引入带亲水性的基团。经水性化后的添加物可以有效地被添加入水性分散体树脂当中、稳定性较高。

发明内容

目前羟基丙烯酸分散体已广泛应用于汽车、化学化工等技术领域，并且羟基丙烯酸分散体的制备工艺也相当成熟。通过大量实验研究，本发明提出了一种羟基酸改性水性双组分聚氨酯分散体系及其制备方法。目前市场上绝大多数的羟基丙烯酸分散体存在固含较低、黏度较高、voc含量相对较高以及丰满度、耐水性较为一般、油性添加物难以添加等缺陷。本发明为克服这些局限性，提供了一种羟基酸改性水性双组分聚氨酯分散体系的新路线。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种羟基酸改性水性双组份聚氨酯分散体系，所述分散体系主要包括以下组分：

组分a：所有不易内部发生脱水反应的羟基酸中的任意一种或两种以上的混合物；

组分b：所有能够通过活泼氢催化聚合的化合物；

组分c：催化剂；

组分d：丙烯酸及其酯类单体；

组分e：水性多异氰酸酯固化剂。

进一步地，所述组分a优选对羟基苯甲酸、对羟基苯磺酸。