[发明专利]一种改性聚碳化二亚胺固化剂、制备方法及其制备的涂料

说明书

本发明为改性聚碳化二亚胺固化剂、制备方法及其涂料，有结构单元n＝1～10。方法：氮气保护下，温度100～250℃，40～60份二异氰酸酯在0.1～0.5份催化剂作用下反应生成异氰酸酯基封端的碳化二亚胺寡聚物，直到其异氰酸根当量为300～500g/mol，降温到100℃以下加入20～40份溶剂溶解；调整温度到50～100℃，加入10～20份聚醚多元醇或聚酯多元醇反应得到碳化二亚胺寡聚物，其异氰酸根当量在1500～2500g/mol；用2～20份单封端聚醚醇或聚酯醇进行封端得到改性聚碳化二亚胺固化剂。本发明无异氰酸酯基封端，涂膜耐水解性好，光泽高，耐化学性，耐酸碱，耐候性好。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种改性聚碳化二亚胺固化剂、制备方法及其制备的涂料。

背景技术

随着环保型涂料的发展和国家法律法规的要求，水性聚氨酯涂料由于其优异的耐磨性，耐化学品性，低温固化性等特点，得到了广泛的使用，但是不论是单组分还是双组分水性聚氨酯涂料体系，由于其活性基团是异氰酸酯基，可以与涂料中的水发生反应，进而影响涂料的施工性能，以及最终涂膜的性能，给其使用带来了一定的局限性。

聚碳化二亚胺是一类具有-(R-N＝C＝N-)n-结构的化合物，结构中含有累积双键，性质比较活泼，可以与羧基等基团反应。反应的产物同样是酰胺键，和聚氨酯类似的化学结构，带来了同样优良的性能。但是由于聚碳化二亚胺的累积双键不会与水发生反应，因此在将其制备成水性涂料之后，不会带来类似水性聚氨酯涂料的一些缺点，比如，施工窗口期较短，涂膜厚度受限，施工环境要求较高，会有小分子物质释放,毒性较高等。

因此，本发明提供了一种改性聚碳化二亚胺固化剂，不含有异氰酸酯基封端，其具有良好水溶性和优良的反应性，可以在低温乃至室温的范围内成膜，所成的膜在外观，性能，耐化学品性，耐候性等方面均优良。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的一个目的是提供一种改性聚碳化二亚胺固化剂，具体涉及一种改性聚碳化二亚胺固化剂，不含有异氰酸酯基封端，其具有良好水溶性，具有优良的反应性，可以在低温乃至室温的范围内协助主树脂成膜，所成的膜在外观，性能，耐化学品性，耐候性等方面均优良。

本发明的另一个目的是提供一种所述改性聚碳化二亚胺固化剂的制备方法。

本发明的又一个目的是提供一种使用所述改性聚碳化二亚胺固化剂制备的涂料。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种改性聚碳化二亚胺固化剂，其中，具有以下式(Ⅰ)表示的结构单元，

其中，n＝1～10，所述式(Ⅰ)中，R1代表二异氰酸酯基，包括从四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、1,4-二异氰酸根合环己烷、三甲基己烷二异氰酸酯、2,2-双(4-异氰酸根合环己基)-丙烷、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、1,3-双(2-异氰酸根合-2-丙基)苯、甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯中的任意一种或几种组合获得。

优选的，R1从4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或任意组合获得。

优选的，所述式(Ⅰ)中，n＝2～5，所述-N＝C＝N-结构的含量大于8％，所述式(Ⅰ)中异氰酸根当量为300～500g/mol之间，优选范围为400～450g/mol之间。

优选的，所述改性聚碳化二亚胺固化剂包含以下式(Ⅱ)中的结构单元，

其中，n＝1～10，m＝0～10，n/m＝0～10。

优选的，所述式(Ⅱ)中，m＝1～5，n/m的比值为1～5。