[发明专利]一种添加中空微球水性聚氨酯消光树脂及制备方法

说明书

本发明涉及一种添加中空微球的水性聚氨酯消光树脂及制备方法。所述中空微球为聚脲中空微球，平均粒径200～600nm，聚脲中空微球的质量为所述水性聚氨酯消光树脂质量的10～30%；水性聚氨酯消光树脂在模具中真空干燥得到胶膜，胶膜60°的光泽度为2.5～4.0，胶膜的拉伸强度为17.0～22.5MPa。本发明采用多异氰酸酯与水反应，加入胺类交联剂生成聚脲核壳微球，在乙酸溶剂作用下溶出内核，制备出聚脲中空微球，加入到水性聚氨酯乳液中，得到水性聚氨酯消光树脂。本发明水性聚氨酯消光树脂具有很好的强度，即使在高速混合机和挤出机的强大外力和高速碰撞作用下也不会造成破裂，因此形成的水性聚氨酯胶膜消光性好，力学性能优良，提高了水性聚氨酯消光树脂的稳定性。

技术领域

本发明属于水性哑光涂料技术领域，具体涉及一种添加中空微球水性聚氨酯消光树脂的制备方法。

背景技术

水性哑光涂料因其涂饰后被涂饰物体表面呈现低光泽，表观柔和不刺眼，令人舒适，因此受到追捧。作为哑光涂料的主要成膜成分，水性聚氨酯消光树脂的制备，成为研究重点。多数传统哑光涂料的制备方法都是通过添加消光剂，在涂膜干燥时，消光剂浮于表面，造成表面粗糙，光线发生漫反射，以达到消光的效果。例如，一种户内物理消光型聚酯树脂及涂料的制备方法，其在涂料中加入物理消光剂，以及多种固化促进剂，在固化干燥时消光剂能均匀附着在漆膜表面产生微观不平整，达到消光效果。该方法导致助剂用量增加且胶膜性能下降。另一种具有反相核壳结构的水性聚氨酯丙烯酸酯化学消光树脂的制备方法，采用一次性加入丙烯酸酯类单体使其达到极限浓度富集于水性聚醚聚氨酯大分子表面，同时结合反应型乳化剂一乙烯基磺酸钠与丙烯酸酯类单体共聚，使生成以聚氨酯为核、丙烯酸为壳的反相核壳结构的水性聚氨酯丙烯酸酯。该树脂所产生的消光效果由树脂本身在固化成膜后表面形成微褶皱引起的，具体褶皱情况与成膜时的环境因素有关，因此光泽度较难控制。再一种消光型水性聚氨酯乳液的制备方法，首先将聚氨酯分子链通过化学键合的方法包覆到官能化的SiO₂或聚苯乙烯空心微球上形成聚氨酯微球乳液，与粒径较小的水性聚氨酯乳液混合，得到消光水性聚氨酯乳液；但其中并没有详细介绍如何将聚氨酯分子链键合到空心微球上，且所选微球的粒径在1000~2000nm，将聚氨酯包覆上微球后粒径更大，粒径均一性难以控制。

添加消光剂的哑光涂料要达到消光水平，需在涂料中添加各种助剂，以助分散和利于涂饰。但同时也会带来诸如组分易凝结、消光剂分散不均易沉降、胶膜外观似多籽、涂层脆性大等缺陷。而未添加消光剂的消光树脂靠增大乳液粒径，在干燥后得到粗糙表面以达到消光效果，这样所制备的乳液稳定性差且胶膜刚性差。

发明内容

为了提高聚氨酯消光树脂的稳定性，解决上述现有技术中所存在的技术问题，弥补添加消光剂后导致的性能缺陷，本发明提供一种添加中空微球水性聚氨酯消光树脂，同时，提供添加中空微球水性聚氨酯消光树脂的制备方法。

一种添加中空微球的水性聚氨酯消光树脂，其中的空微球为聚脲中空微球，聚脲中空微球的平均粒径为200～600nm，所述水性聚氨酯消光树脂中聚脲中空微球的质量为水性聚氨酯消光树脂质量的10～30%；

将添加中空微球的水性聚氨酯消光树脂常温下静置一天，在聚四氟乙烯板模具中真空干燥得到胶膜，所述胶膜60°的光泽度为2.5～4.0，胶膜的拉伸强度为17.0～22.5MPa。

制备添加中空微球的水性聚氨酯消光树脂的操作步骤如下：

步骤（1）制备聚脲核壳微球

将20～30g多异氰酸酯缓慢加入280～480g丙酮水混合液反应介质中，在30℃下保持转速30rpm，缓慢搅拌反应3h，加入8～12g胺类交联剂反应，制得聚脲核壳微球分散液；

步骤（2）制备聚脲中空微球