[发明专利]一种高固含量自消光水性聚氨酯分散体及其制备方法

说明书

本发明涉及水性聚氨酯树脂技术领域，尤其涉及一种高固含量自消光水性聚氨酯分散体及其制备方法。按照重量百分比计，其原料包括：聚合物多元醇15‑40％，异氰酸酯10‑30％，第一扩链剂0.1‑3％，第二扩链剂0.3‑15％，催化剂0.01‑0.2％，有机溶剂5‑30％，水补充余量；所述第一扩链剂为二羟基磺酸胺盐化合物。本发明采用1,2‑二羟基‑丙磺酸胺盐作为聚氨酯的制备原料，与特定聚合物多元醇等物质共同作用，显著提升了水性聚氨酯的固含量，生产和储存运输成本低；本发明采用低沸点有机溶剂即可顺利反应，避免了高沸点溶剂的引入带来的危险系数高等问题，整体工艺简便，反应过程安全，适宜在水性聚氨酯领域广泛推广。

技术领域

本发明涉及水性聚氨酯树脂技术领域，尤其涉及一种高固含量自消光水性聚氨酯分散体及其制备方法。

背景技术

传统的消光型树脂是在剪切力作用下将消光剂分散到基料乳液中，辅以具有防沉、增稠等功能的助剂调制而成；其成膜后能够形成粗糙度高的表面材料，使光线发生漫反射和散射，达到消光效果。常见的消光剂可分为有机消光剂和无机消光剂2大类；有机消光剂主要有金属皂、蜡和桐油；无机消光剂主要有硅藻土、高岭土、滑石粉和二氧化硅。此类消光树脂消光效果明显，但添加消光剂会引发涂层的脆性增大、手感差，附着力不好，易破碎脱落等问题。消光材料的沉淀导致贮存稳定性差，使涂层的光泽有差异；涂层耐抛光性差、涂膜的透明性低等缺点。自消光水性聚氨酯乳液是通过其粒径大且强度高的乳胶粒在基材表面固化后，产生微纳米级粗糙的表面，增强对光的散射和折射，从而达到消光效果。该方法不仅解决了传统消光剂的使用对涂层带来的缺陷，同时具有优异的乳液稳定性。

现有技术中大多数自消光水性聚氨酯乳液固含量较低(20％-40％)，增加了产品包装、储存和运输成本。高固含量自消光水性聚氨酯(固含量≥50％)含水量低，因此干燥成膜时间有所缩短，并且高固含量比低固含量水性聚氨酯的生产效率高，储存运输成本低，因此水性聚氨酯的高固含量化发展已成为本领域的热点研究课题。中国专利CN109206588A公开了一种高固量含大粒径自消光水性聚氨酯乳液，通过聚酯多元醇混合物，亲水磺酸盐低聚物二元醇，二异氰酸酯等原料反应达到提高消光度的效果，但该现有技术得到的聚氨酯产物固含量最高只有43.6％；难以兼顾聚氨酯消光度和固含量的多重效果提升。基于此，探究一种固含量高、消光性强、可操作性强的水性聚氨酯成为本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明通过提供一种高固含量自消光水性聚氨酯分散体，解决了传统消光剂会引发涂层的脆性大、手感差，附着力不好，易破碎脱落等问题，以及自消光型聚氨酯固含量低的缺陷，实现了一种固含量高、消光性强、可操作性强的水性聚氨酯。

本发明第一方面提供了一种高固含量自消光水性聚氨酯分散体，按照重量百分比计，其原料包括：聚合物多元醇15-40％，异氰酸酯10-30％，第一扩链剂0.1-3％，第二扩链剂0.3-15％，催化剂0.01-0.2％，有机溶剂5-30％，水补充余量；

所述第一扩链剂为二羟基磺酸胺盐化合物。

在一种优选的实施方式中，按照重量百分比计，其原料包括：聚合物多元醇20-30％，异氰酸酯12-20％，第一扩链剂0.5-2％，第二扩链剂0.4-11％，催化剂0.04-0.1％，有机溶剂12-18％，水补充余量。

在一种优选的实施方式中，所述聚合物多元醇包括己二酸系聚酯多元醇，苯酐聚酯多元醇，聚己内酯多元醇，聚碳酸酯多元醇，二聚酸聚酯多元醇，聚醚多元醇，聚醚-聚酯多元醇，聚乳酸多元醇的一种或多种的组合。

在一种优选的实施方式中，所述聚合物多元醇的平均分子量为500-10000。

在一种优选的实施方式中，所述异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯，环己二异氰酸酯，，亚二甲苯基二异氰酸酯，四甲基二甲苯二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯，萘二异氰酸酯，亚苯基二异氰酸酯，甲苯胺二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯及基于前述异氰酸酯的衍生物的一种或多种的组合。