[发明专利]水性封闭异氰酸酯固化剂及其制备方法、水性涂料及涂膜制品

权利要求书

1.一种水性封闭异氰酸酯固化剂，其特征在于，按重量百分比计其制备原料包括：多异氰酸酯单体25％～40％、封闭剂6％～35％、亲水接枝剂5％～40％、扩链剂4％～8％、催化剂0.05％～0.15％及稀释溶剂10％～30％；

其中，所述封闭剂选自氨基封闭剂、羟基封闭剂及活泼亚甲基封闭剂中的至少一种；所述亲水接枝剂为聚乙二醇单甲醚化合物；所述扩链剂为分子量小于500、羟基数≥3的多羟基化合物；所述催化剂为有机金属试剂；

所述水性封闭异氰酸酯固化剂的制备方法包括如下步骤：

将所述多异氰酸酯单体与所述封闭剂在所述稀释溶剂的作用下进行封端反应，所述封端反应控制在反应体系中-NCO基团的质量含量为11.8％～16.4％时结束，得到第一氨基甲酸酯预聚物；

将所述第一氨基甲酸酯预聚物与所述亲水接枝剂在所述催化剂的作用下进行接枝反应，所述接枝反应控制在反应体系中-NCO基团的质量含量为6.2％～11.3％时结束，得到第二氨基甲酸酯预聚物；

将所述第二氨基甲酸酯预聚物与所述扩链剂进行扩链反应，加入稀释溶剂调整体系的固含量，得到水性封闭异氰酸酯固化剂。

2.如权利要求1所述的水性封闭异氰酸酯固化剂，其特征在于，按重量百分比计在所述制备原料中，所述多异氰酸酯单体为29％～39％，所述封闭剂为10％～33％，所述亲水接枝剂为7％～40％，所述扩链剂为4％～8％，所述催化剂为0.05％～0.15％，所述稀释溶剂为10％～30％。

3.如权利要求1或2所述的水性封闭异氰酸酯固化剂，其特征在于，所述多异氰酸酯单体选自六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯及4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。

4.如权利要求1或2所述的水性封闭异氰酸酯固化剂，其特征在于，所述封闭剂选自3,5-二甲基吡唑、1,2,4-三氮唑、二异丙胺、甲乙酮肟、丙二酸二异丙酯及丙二酸二乙酯中的至少一种。

5.如权利要求1或2所述的水性封闭异氰酸酯固化剂，其特征在于，所述亲水接枝剂选自数均分子量为300～2000的聚乙二醇单甲醚化合物。

6.如权利要求1或2所述的水性封闭异氰酸酯固化剂，其特征在于，所述扩链剂选自三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷及季戊四醇中的至少一种。

7.如权利要求1或2所述的水性封闭异氰酸酯固化剂，其特征在于，所述催化剂选自有机锡试剂和有机碱金属盐中的一种。

8.如权利要求1或2所述的水性封闭异氰酸酯固化剂，其特征在于，所述稀释溶剂为聚醚溶剂。

9.一种水性封闭异氰酸酯固化剂的制备方法，其特征在于，按重量百分比计其制备原料包括：多异氰酸酯单体25％～40％、封闭剂6％～35％、亲水接枝剂5％～40％、扩链剂4％～8％、催化剂0.05％～0.15％及稀释溶剂10％～30％；所述制备方法包括如下步骤：

将多异氰酸酯单体与封闭剂在稀释溶剂的作用下进行封端反应，得到第一氨基甲酸酯预聚物，所述封端反应控制在反应体系中-NCO基团的质量含量为11.8％～16.4％时结束；

将所述第一氨基甲酸酯预聚物与亲水接枝剂在催化剂的作用下进行接枝反应，得到第二氨基甲酸酯预聚物，所述接枝反应控制在反应体系中-NCO基团的质量含量为6.2％～11.3％时结束；

将所述第二氨基甲酸酯预聚物与扩链剂进行扩链反应，加入稀释溶剂调整体系的固含量，得到水性封闭异氰酸酯固化剂；

其中，所述封闭剂选自氨基封闭剂、羟基封闭剂及活泼亚甲基封闭剂中的至少一种；所述亲水接枝剂为聚乙二醇单甲醚化合物；所述扩链剂为分子量小于500、羟基数≥3的多羟基化合物；所述催化剂为有机金属试剂。