[发明专利]多异氰酸酯固化剂改性聚氨酯水分散体的制备方法及应用

摘要

本发明公开了一种多异氰酸酯固化剂改性聚氨酯水分散体的制备方法及应用，采用聚多元醇与二异氰酸酯单体及多异氰酸酯固化剂进行预聚反应，然后与亲水扩链剂和小分子扩连剂反应得到含亲水基团(羧基或磺酸基)和端异氰酸酯(NCO)基的聚氨酯预聚物，然后将该聚合物中和成盐后分散于水中，用多元胺扩链剂扩连制备多异氰酸酯固化剂改性水性聚氨酯分散体。本发明多异氰酸酯固化剂改性水性聚氨酯分散体具有室温下自交联功能，其交联密度达85％以上，比同样条件下制备的未改性水性聚氨酯分散体具有更优越的成膜性、耐水性、耐醇性、耐污染性、耐寒性、耐干/湿擦性和耐化学溶剂性，尤其是涂膜干燥速度快，涂膜硬度增长速度快，涂膜最终硬度高。

主权项

多异氰酸酯固化剂改性水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，由以下原料制备得到：——聚多元醇，数均相对分子质量为300～3000，羟值为15～500mgKOH/g，用量为聚氨酯预聚体重量的25～80％；——二异氰酸酯单体，用量为聚氨酯预聚体重量的15～47％；——亲水扩链剂，用量为聚氨酯预聚体重量的4～11％；——小分子二醇扩链剂，用量为聚氨酯预聚体重量的1～11％；——多元胺扩链剂，用量为聚氨酯预聚体重量的0.1～7％；——多异氰酸酯固化剂，用量为聚氨酯预聚体重量的1～31％，数均相对分子质量为300～3000，多异氰酸酯固化剂中异氰酸酯基含量为5～35％；——中和剂为碱性化合物，用量为聚氨酯预聚体重量的3～7％；具体的步骤包括：(1)原材料处理：将聚多元醇和小分子二醇扩链剂在温度为70～120℃、真空度为0.05～0.12Mpa下分别脱水0.5～4.0h，使两种原料含水量均小于0.05％wt；(2)聚氨酯预聚体的制备：将聚多元醇、二异氰酸酯单体和多异氰酸酯固化剂加入到反应器中，边搅拌边加热到60℃～90℃，反应1～3h，再滴加小分子二醇扩链剂，保温30～60min后加入亲水扩连剂，在50℃～90℃反应，生成聚氨酯预聚体，降温至30℃～50℃，加入中和剂，再加入丙酮；步骤(2)或者是将聚多元醇、二异氰酸酯单体、多异氰酸酯固化剂、小分子二醇扩链剂和亲水扩链剂加入到反应器中边搅拌边加热到50℃～90℃，反应3～5h，生成聚氨酯预聚体，降温至30℃～50℃，加入中和剂、再加入丙酮；(3)聚氨酯预聚体的乳化和扩连：将步骤(2)的反应产物出料，加水乳化，然后加入多元胺扩连剂反应1～60min，脱除丙酮，得到多异氰酸酯固化剂改性水性聚氨酯分散体。