水性消光聚氨酯树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水性消光聚氨酯树脂及其制备方法，包括大分子多元醇、亲水二元醇、小分子二元醇、二异氰酸酯、催化剂、成盐剂、胺扩链剂、去离子水、增稠剂。制备时包括以下步骤：步骤a：将大分子二元醇加入反应釜中，100℃真空脱水1h；步骤b：加入助溶剂，二异氰酸酯，小分子多元醇以及亲水二元醇；步骤c：在70-90℃下反应3-6h；步骤d：加入三乙胺成盐后，边搅拌边加入去离子水乳化成乳液；步骤e：加入胺扩链剂；步骤f：加入增稠剂调节粘度；制备得到的水性聚氨酯树脂消光度高，不需要额外添加消光粉，得到的消光涂膜耐磨耐刮好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水性聚氨酯树脂领域，尤其是一种水性消光聚氨酯树脂及其制备方法。
技术介绍
在人们日常生活生产中，有许多需要物品具备消光效果。对于聚氨酯高分子材料，目前常通过消光粉实现消光，消光粉突出涂膜表面，通过漫反射原理实现消光；但是消光粉是空心状的颗粒，其耐刮耐磨性较差，利用消光粉得到的消光涂膜易因摩擦等因素而失去消光效果，从而达不到人们预期的使用效果。研发一种使涂膜消光效果好且持久，同时使涂膜具备良好的成模性的消光产品成为本领域研究热点，具有极大的实际应用意义。
技术实现思路
针对现有技术的缺点，本专利技术提供了一种水性消光聚氨酯树脂及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是水性消光聚氨酯树脂，各组分之间的质量比为：大分子多元醇：18%-22%；二异氰酸酯：6%-10%；小分子多元醇：0.4%-1%；亲水二元醇：0.5%-1%；催化剂：0.03%-0.1%；助溶剂：1.5%-4%；成盐剂：0.3%-0.8%；去离子水：64%-67%；扩链剂：0.8%-1.1%；增稠剂：0.5%-2%。其中，助溶剂包括：N,N-二甲基甲酰胺、丙酮或两者的混合物；所述亲水二元醇包括二羟甲基丙酸，二羟甲基丁酸任意一种及其混合物；所述催化剂包括辛酸亚锡、月桂酸二丁基锡、有机铋类催化剂；所述成盐剂为三乙胺。于本专利技术一实施例中，所述扩链剂为二元胺和三元胺的混合物，所述二元胺与三元胺的摩尔比为1:2-1:0.5。于本专利技术一实施例中，所述所述二元胺为乙二胺，所述三元胺为二乙烯三胺。于本专利技术一实施例中，所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、二环已基甲烷二异氰酸酯（HMDI）的任意一种及两种或两种以上的混合物。于本专利技术一实施例中，所述大分子多元醇包括聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、聚己内酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸二乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇中的任意一种及任意两种或两种以上的混合物于本专利技术一实施例中，二胺和多元胺的摩尔比约为1:2-2:1。于本专利技术一实施例中，所述大分子多元醇还包括聚酯、聚醚二元醇及两者的混合物。于本专利技术一实施例中，所述大分子多元醇的分子量为1000-3000。于本专利技术一实施例中，所述小分子多元醇包括乙二醇，丁二醇，二乙二醇，新戊二醇的任意一种，以及它们的混合物。于本专利技术一实施例中，水性消光聚氨酯树脂的制备方法，包括以下步骤：步骤a：将大分子多元醇加入反应釜中，在100℃真空脱水1h；步骤b：加入二异氰酸酯、小分子多元醇、亲水二元醇以及助溶剂和催化剂在70-90℃下反应3-6h；步骤d：加入成盐剂成盐，然后加入去离子水乳化成乳液；步骤e：加入扩链剂；步骤f：加入增稠剂，调整至所需粘度于本专利技术一实施例中，所述粘度为1000-5000cps/25℃。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过控制亲水单体的用量得到具有较大粒径的水性聚氨酯树脂，通过控制二元胺和三元胺的混合比例，使得乳液粒子实现充分交联，从而确保在后期成膜烘干过程中不易变形，保持了较强的消光度；同时二元胺和三元胺的混合比例的设定还避免因交联程度过大引起粒子之间无法融合，导致成膜性差，膜的强度低。此外，由于凸起的聚氨酯乳液粒子和涂膜的聚氨酯为同一种材料，从而不存在折光的问题，形成的消光涂膜通透性好，黑度高。本专利技术制备方法得到的水性聚氨酯树脂消光度高，不需要额外添加消光粉，得到的消光涂膜耐磨耐刮好。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述。实例1在反应釜中投入200份的聚氧化丙烯二醇，在100℃下真空脱水1h，然后加入10份的二羟甲基丙酸，20份的N,N-二甲基甲酰胺，以及8份的1,4丁二醇，然后加入70份的异佛尔酮二异氰酸酯和0.3份的辛酸亚锡，在85℃下反应4h。然后加入7.5份的三乙胺成盐中和20-30分钟，边搅拌边加入670份水，待完全乳化后，加入4份的乙二胺和4份的二乙烯三胺扩链。最后加入1.5%的聚氨酯缔合型增稠剂增稠，得到粘度为4300cps/25℃的水性消光聚氨酯树脂。实例2在反应釜中投入180份的聚四氢呋喃二醇，在100℃下真空脱水1h，然后加入8份的二羟甲基丙酸，50份的N,N-二甲基甲酰胺，以及10份的新戊二醇，然后加入70份的异佛尔酮二异氰酸酯和20份的二环已基甲烷二异氰酸酯（HMDI）以及0.6份辛酸亚锡，在90℃下反应3h。然后加入6份的三乙胺成盐中和20-30分钟，边搅拌边加入650份水，待完全乳化后，加入3份的乙二胺和6份的二乙烯三胺扩链。最后加入0.5%的聚氨酯缔合型增稠剂增稠，得到粘度为1250cps/25℃的水性消光聚氨酯树脂。实例3在反应釜中投入220份的聚己二酸新戊二醇酯二醇，在100℃下真空脱水1h，然后加入8份的二羟甲基丁酸，20份的N,N-二甲基甲酰胺以及20份的丙酮，然后加入4份的乙二醇，再加入70份的二环已基甲烷二异氰酸酯（HMDI）和0.5份的月桂酸二丁基锡，在75℃下反应5h。然后加入6份的三乙胺成盐中和20-30分钟，边搅拌边加入640份水，待完全乳化后，加入6份的乙二胺和3份的二乙烯三胺扩链。最后加入1%的聚氨酯缔合型增稠剂增稠，得到粘度为2808cps/25℃的水性消光聚氨酯树脂。实例4在反应釜中投入200份的聚四氢呋喃二醇，在100℃下真空脱水1h，然后加入5份的二羟甲基丙酸，30份的N,N-二甲基甲酰胺，以及8份的1,4丁二醇，然后加入70份的异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和30份的六亚甲基二异氰酸酯（HDI）以及1份的有机铋催化剂，在70℃下反应6h。然后加入3份的三乙胺成盐中和20-30分钟，边搅拌边加入650份水，待完全乳化后，加入5份的乙二胺和6份的二乙烯三胺扩链。最后加入2%的聚氨酯缔合型增稠剂增稠，得到粘度为4992cps/25℃的水性消光聚氨酯树脂。实例5在反应釜中投入210份的聚四氢呋喃二醇，在100℃下真空脱水1h，然后加入5份的二羟甲基丙酸，40份的丙酮，以及8份的1,4丁二醇，然后加入90份的六亚甲基二异氰酸酯（HDI）以及1份的有机铋催化剂，在80℃下反应5h。然后加入3份的三乙胺成盐中和20-30分钟，边搅拌边加入645份水，待完全乳化后，加入6份的乙二胺和4.8份的二乙烯三胺扩链。最后加入1.5%的聚氨酯缔合型增稠剂增稠，得到粘度为4130cps/25℃的水性消光聚氨酯树脂.以上各具体实施例中，脱水温度允许正负2℃的误差，脱水时间允许正负5min的误差；成盐中和时间优选20分钟，每个实施例中粘度的测量误差为正负10cps/25℃。上述具体实施例只是用来解释说明本专利技术，而非是对本专利技术进行限制，在本专利技术的宗旨和权利要求的保护范围内，对本专利技术做出的任何不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性消光聚氨酯树脂，其特征在于，各组分之间的质量比为：大分子多元醇：18%‑22%；二异氰酸酯：6%‑10%；小分子多元醇：0.4%‑1%；亲水二元醇：0.5%‑1%；催化剂：0.03%‑0.1%；助溶剂：1.5%‑4%；成盐剂：0.3%‑0.8%；去离子水：64%‑67%；扩链剂：0.8%‑1.1%；增稠剂：0.5%‑2%。

【技术特征摘要】
1.一种水性消光聚氨酯树脂，其特征在于，各组分之间的质量比为：
大分子多元醇：18%-22%；
二异氰酸酯：6%-10%；
小分子多元醇：0.4%-1%；
亲水二元醇：0.5%-1%；
催化剂：0.03%-0.1%；
助溶剂：1.5%-4%；
成盐剂：0.3%-0.8%；
去离子水：64%-67%；
扩链剂：0.8%-1.1%；
增稠剂：0.5%-2%。
2.如权利要求1所述的水性消光聚氨酯树脂，其特征在于，所述扩链剂为二元胺和三元胺的混合物，所述二元胺与三元胺的摩尔比为1:2-1:0.5。
3.如权利要求2所述的水性消光聚氨酯树脂，其特征在于，所述二元胺为乙二胺，所述三元胺为二乙烯三胺。
4.如权利要求2所述的水性消光聚氨酯树脂，其特征在于，所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环已基甲烷二异氰酸酯的任意一种及两种或两种以上的混合物。
5.如权利要求1至4任一所述的水性消光聚氨酯树脂，其特征在于，所述大分子多元醇包括聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、聚己内酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸二乙二醇酯二醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴文琪，郦向宇，成波，陈德志，
申请(专利权)人：浙江深蓝轻纺科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33