离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种离子型自乳化水性脲‑异丁醛‑甲醛树脂及其制备方法，将脲‑异丁醛‑甲醛树脂加入反应釜中，加入适量稀释剂使固体份充分溶解，然后升温至65~75℃；通入氮气，加入适量的二月桂酸二丁基锡和多异氰酸酯，反应至NCO含量降至50%以下后，加入二羟甲基丙酸，反应至NCO含量降至0.1%以下，降温至55~65℃，加入三乙胺中和反应25~35min，加入去离子水高速搅拌乳化50~70分钟，过滤得到离子型自乳化水性脲‑异丁醛‑甲醛树脂。该离子型自乳化水性脲‑异丁醛‑甲醛树脂贮存稳定性好，与其它水性树脂体系有良好的混溶性。

Ionic self emulsifying waterborne urea isobutyraldehyde formaldehyde resin and its preparation

【技术实现步骤摘要】
离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，特别是涉及离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂及其制备方法。
技术介绍
脲-异丁醛-甲醛树脂是一种无色或微黄色的醛缩聚树脂，与涂料/油墨配方中的原材料有良好的相容性，具有优异的抗黄变性能，能够有效提高涂料的附着力、硬度、光泽度、固体含量及涂膜的丰满度，是一种多功能涂料/油墨助剂。然而，传统的脲-异丁醛-甲醛树脂为油溶型固体树脂，只能用于溶剂型涂料和油墨体系中。使用溶剂型涂料/油墨会污染环境，水性涂料/油墨环境友好，涂料/油墨的水性化趋势日益明显，成为目前涂料/油墨的主要发展方向。作为一种重要的涂料/油墨用助剂树脂，脲-异丁醛-甲醛树脂的水性化不但能够拓宽这一树脂的应用范围，而且对促进涂料/油墨的水性化有着积极的意义，成为人们研究的热点。
技术实现思路
基于此，有必要针对
技术介绍
中存在的问题，提供一种离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂。此外，本专利技术还提供一种离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂的制备方法。一种离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂，结构式如下：，其中，R为，R1选自异氟尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的至少一种；一种离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂的制备方法，包括以下步骤：将脲-异丁醛-甲醛树脂加入反应釜中，加入适量稀释剂使固体份充分溶解，然后升温至65~75℃；通入氮气，加入适量的二月桂酸二丁基锡和多异氰酸酯，反应至NCO含量降至50%以下后，加入二羟甲基丙酸，反应至NCO含量降至0.1%以下，降温至55~65℃，加入三乙胺中和反应25~35min，加入去离子水高速搅拌乳化50~70分钟，过滤得到离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂。所述多异氰酸酯选自异氟尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的至少一种；所述离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂的结构式如下：，其中，R为，（R基团有两个支链，如何接在树脂上，请考虑）R1选自异氟尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的至少一种；在其中一个实施例中，固体脲-异丁醛-甲醛树脂的羟基值为40mgKOH/g~80mgKOH/g；在其中一个实施例中，所述稀释剂选自丙酮、丙二醇单丁醚及正丁醇中的至少一种；在其中一个实施例中，所述二月桂酸二丁基锡的添加量（质量份）为多异氰酸酯添加量（质量份）的0.02%~0.20%；在其中一个实施例中，所述的多异氰酸酯与脲-异丁醛-甲醛树脂的质量份数比为8%~30%；在其中一个实施例中，所述的二羟甲基丙酸与多异氰酸酯的物质的量比为1:1；在其中一个实施例中，所述离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂的固体含量为30%~60%。本专利技术将多异氰酸酯、二羟甲基丙酸及三乙胺通过反应接入到脲-异丁醛-甲醛树脂链上，形成了离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂。上述离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂贮存稳定性好，可得到高固含量的贮存稳定性好的乳液，常温贮存稳定性超过18个月；与其它水性树脂体系有良好的混溶性。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。一种离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂，结构式如下：，其中，R为，R1选自异氟尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的至少一种；上述离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂，R基为带有离子型亲水基团（羧酸盐），它是由脲-异丁醛-甲醛树脂中的羟基与多异氰酸酯中的-NCO基团反应，然后再与二羟甲基丙酸中的伯羟基反应得到；从而在低聚物大分子链中，引入了亲水基团，经过高速乳化后可形成稳定的水包油胶束体系，从而达到水性化的要求，且贮存稳定性好。上述离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂由以下方法制备：将脲-异丁醛-甲醛树脂加入反应釜中，加入适量稀释剂使固体份充分溶解，然后升温至65~75℃；通入氮气，加入适量的二月桂酸二丁基锡和多异氰酸酯，反应至NCO含量降至50%以下后，加入二羟甲基丙酸，反应至NCO含量降至0.1%以下，降温至55~65℃，加入三乙胺中和反应25~35min，加入去离子水高速搅拌乳化50~70分钟，过滤得到离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂。其中，多异氰酸酯选自异氟尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的至少一种；稀释剂选自丙酮、丙二醇单丁醚及正丁醇中的至少一种；其中，固体脲-异丁醛-甲醛树脂的羟基值为40mgKOH/g~80mgKOH/g；二月桂酸二丁基锡的添加量（质量份）为多异氰酸酯添加量（质量份）的0.02%~0.20%；多异氰酸酯与脲-异丁醛-甲醛树脂的质量份数比为8%~30%；二羟甲基丙酸与多异氰酸酯的物质的量比为1:1；上离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂的固体含量为30%~60%；上述离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂的制备方法简单，制备出的离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂贮存稳定性好，与其他水性树脂体系有良好的混溶性。以下为具体实施例。实施例1将100kg脲-异丁醛-甲醛树脂加入反应釜中，加入适量稀释剂使固体份充分溶解，然后升温至70℃；通入氮气，加入0.02kg二月桂酸二丁基锡和12kg六亚甲基二异氰酸酯，反应至NCO含量降至50%以下后，加入9.5kg二羟甲基丙酸，继续反应至NCO含量降至0.1%以下时，降温至60℃，加入7.17kg三乙胺中和反应30min，加入193kg去离子水高速搅拌乳化60分钟，过滤得到离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂。离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂的性能：经检测，固体含量为40%；平均粒径为125nm；常温贮存稳定性超过18个月；水性树脂体系的相容性如表1所示。表1水性树脂体系的相容性树脂种类离心稳定性水性聚氨酯树脂7水性环氧树脂7水性丙烯酸树脂6水性环氧丙烯酸树脂6水性三聚氰胺树脂7*测试及评定方法参考GB11543-2008中7.2乳液稳定性实施例2将100kg脲-异丁醛-甲醛树脂加入反应釜中，加入适量稀释剂使固体份充分溶解，然后升温至70℃；通入氮气，加入0.2kg二月桂酸二丁基锡和15.7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子型自乳化水性脲‑异丁醛‑甲醛树脂，结构式如下：

【技术特征摘要】
1.一种离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂，结构式如下：，其中，R为，R1选自异氟尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。2.权利要求1所述的离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂的制备方法，包括以下步骤：将脲-异丁醛-甲醛树脂加入反应釜中，加入适量稀释剂使固体份充分溶解，然后升温至65~75℃；通入氮气，加入适量的二月桂酸二丁基锡和多异氰酸酯，反应至NCO含量降至50%以下后，加入二羟甲基丙酸，反应至NCO含量降至0.1%以下，降温至55~65℃，加入三乙胺中和反应25~35min，加入去离子水高速搅拌乳化50~70分钟，过滤得到离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂；所述多异氰酸酯选自异氟尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、四甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：张一甫，杨健，欧德培，易新亮，
申请(专利权)人：岳阳市英泰合成材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43