[发明专利]一种水性异氰酸酯固化剂、制备方法及其应用

说明书

本发明涉及固化剂技术领域，更具体地，本发明涉及一种水性异氰酸酯固化剂、制备方法及其应用。所述水性异氰酸酯固化剂的制备原料包括丙烯酸酯衍生物改性乙醇胺和多异氰酸酯。本发明提供的水性异氰酸酯固化剂通过引入特殊的非离子基团使异氰酸酯水性化，且其具有优异的乳化能力；与天冬聚脲树脂搭配使用，乳化性能好，活化期较长，涂膜表干较快，涂膜综合性能优异；可通过复配多异氰酸酯来调节‑NCO含量和乳化效果，以及涂膜综合性能。

技术领域

本发明涉及固化剂技术领域，更具体地，本发明涉及一种水性异氰酸酯固化剂、制备方法及其应用。

背景技术

聚天门冬氨酸酯聚脲涂料具有优异的耐酸碱、耐老化、耐腐蚀性能，硬度高，附着力好；聚氨酯涂料具有强度大、柔韧性好、软硬度可调节的优点，这些涂料均通常为双组分体系，所用固化剂均为异氰酸酯。传统异氰酸酯固化剂性能优异，但与聚天门冬氨酸酯聚脲树脂搭配使用难以实现薄涂；与聚氨酯树脂搭配使用，使用时需添加有机溶剂，如甲苯、丙酮、二甲苯、乙酸乙酯等，对人体和环境均存在一定危害。

随着各国对环境保护的日益重视，人们开发了水性涂料。对于双组分体系涂料，将固化剂水性化是获得水性涂料的一种方法。水性异氰酸酯固化剂常采用亲水基团对异氰酸酯改性，适合的亲水基团有离子型、非离子型或两者同时使用。使用水性异氰酸酯固化剂则可用水替代有机溶剂来调节涂料整体流动性，具有粘度低、环境友好、无毒、施工方便等优点。然而目前的水性异氰酸酯固化剂的稳定性、活化期还有待提高。

发明内容

针对现有技术中存在的一些问题，本发明第一个方面提供了一种水性异氰酸酯固化剂，其制备原料包括如式(1)表示的丙烯酸酯衍生物改性乙醇胺、如式(2)和/或式(3)表示的多异氰酸酯；所述式(1)如下：

其中，Y₁，Y₂分别独立地选自C1～C10的烷烃基、C1～C10的烷氧基中任一种，所述n为1～40任意整数；

所述式(2)如下：

其中，R₁，R₂，R₃分别独立地选自中任一种；

所述式(3)如下：

其中，R₄，R₅，R₆分别独立地选自中任一种；R₇为取代或未取代的C1～C10的烷烃基。

作为本发明的一种优选地技术方案，所述Y₁和Y₂分别为

作为本发明的一种优选地技术方案，所述丙烯酸酯衍生物改性乙醇胺的制备原料包括甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯和乙醇胺，所述甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯的重均分子量为350～2000。

作为本发明的一种优选地技术方案，所述甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯的重均分子量为350～750。

作为本发明的一种优选地技术方案，所述多异氰酸酯在25℃的动力粘度为250～2000mpa.s。

作为本发明的一种优选地技术方案，所述丙烯酸酯衍生物改性乙醇胺和多异氰酸酯的重量比为(0.8～1.6)：1。

本发明第二个方面提供了一种所述水性异氰酸酯固化剂的制备方法，包括：将多异氰酸酯置于反应容器中，加热至35～40℃，在惰性气体保护的环境中，滴加丙烯酸酯衍生物改性乙醇胺，滴加完毕后保温继续反应至完全，降温，即得。

作为本发明的一种优选地技术方案，所述丙烯酸酯衍生物改性乙醇胺的制备方法包括：将丙烯酸酯衍生物置于反应容器中，加热至50～70℃，在惰性气体保护的环境中，滴加乙醇胺反应，滴加完毕后保温继续反应，直至反应完全，降温，即得。