[发明专利]自消光聚氨酯水分散体

说明书

本发明涉及一种自消光聚氨酯水分散体的制备方法。该聚氨酯水分散体，按重量份计包括以下组分：聚氨酯20～50重量份；有机溶剂0～8重量份；去离子水50～80重量份；有机胺类扩链剂1～3重量份；增稠剂0.1～10重量份；pH值调节剂适量。其特点是通过使用含磺酸盐基团的多元醇制备出具有可控制大粒径和宽粒度分布，且易于再分散的聚氨酯水分散体。当用于制备聚合物涂膜时，其具有极低的光泽、柔软的触感和良好的透明性。本发明还提供了通过本发明方法制备的自消光聚氨酯水分散体在涂料中的用途。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，尤其是一种具有自消光性能的聚氨酯水分散体的制备方法。由其制备的水性涂料具有高度哑光的涂层美学价值和优良的物理化学性能。

背景技术

水性聚氨酯具有不燃、不污染环境、节省能源等优点，在国内外已有相当发展，其应用领域越来越广。

水性聚氨酯除了众所周知的优异性能外，其涂层的光学性质也尤其重要。聚合物涂层中一个重要的光学度量是光泽度，除了表面的材料特性外，表面的粗糙度也起着重要作用。因此，粗糙表面总是具有较低的光泽度。对于某些应用，需要尽可能低的光泽，甚至无光泽的表面。

通常消光涂层可以通过外加消光剂获得。如无机物二氧化硅消光剂，可以实现低光泽度，但它们的缺点是不能形成连续薄膜，并且由于它们与涂层的有机聚合物成份不相容，它们没有被牢固地固定，因此可以相对容易地从涂层中摩擦出来，表面的光泽度会随着时间的推移而增加，并且逐渐失去理想的消光效果。除了无机物消光剂之外，还可以添加聚氨酯、聚丙烯酸等有机聚合物微粒以获得低光泽表面。虽然它们与涂层中的聚合物具有较好的相容性，可提高表面的耐刮擦性能，但通常消光效果差，并且易造成涂膜的透明度差。此外，外加消光剂在水性涂料体系应用中还存在诸如增稠、沉降团聚、涂膜物性降低、材料表面光学效应不均匀等缺点。

目前市场迫切需要自消光的水性聚氨酯树脂。聚氨酯水分散体中的粒径通常可以通过吸附或结合的亲水基团的比例和聚合物链的摩尔质量来控制。随着亲水基团比例和聚合物摩尔质量的增加或减少，其粒径也随之而变化。其聚合物颗粒必须具有相对大的粒径尺寸和较宽的粒度分布，在成膜后涂膜保有粒子痕迹形成粗糙表面，以获得低光泽的涂层表面。在水性涂料体系中它不需要外加消光剂，易于生产。

中国专利CN105542109A使用硅氧烷偶联剂作为扩链剂之一，通过硅氧烷基的水解、硅羟基的缩合实现其交联，其宣称形成的聚合物粒径与消光粉的粒径类似。中国专利CN103193954A在聚氨酯水分散体中引入丁基橡胶片段，从而造成分子内消光。以上方法都是通过在大分子的树脂结构中引入一些硅基或其它相容性不好的聚合物，使分子链呈微相分离。这些方法可以有一定的消光效果，但很难形成高度哑光，甚至无光泽的涂层表面。其通常也会引起涂膜浑浊、发白。