一种阳离子水性聚氨酯树脂、其制备方法和在涂料中的用途技术

本发明专利技术提供一种涂料用阳离子水性聚氨酯树脂、其制备方法和在涂料中的用途。所述涂料用阳离子水性聚氨酯树脂为多个原料组分进行反应，并得到分子主链上包含式I结构的所述阳离子水性聚氨酯，其中，所述所述多个原料组分包括：包括至少由以下质量份的原料组分反应得到：多元醇70～100份；多异氰酸酯50～90份；第一扩链剂10～30份；第二扩链剂3～18份；包含式I结构的化合物8～20份；成盐剂1～12份。根据本发明专利技术提供的阳离子水性聚氨酯树脂用于涂料时，具有安全无毒，附着力高，且具有良好的驱蚊效果。

A cationic waterborne polyurethane resin, its preparation method and application in coatings

【技术实现步骤摘要】
一种阳离子水性聚氨酯树脂、其制备方法和在涂料中的用途
本专利技术涉及高分子聚合物领域，具体公开了一种阳离子水性聚氨酯、其制备方法和在水性涂料中的用途。
技术介绍
包含阳离子水性聚氨酯树脂的涂料由于安全无毒、附着力高、水性环保的特点，广泛适用于家具装饰，以及建筑墙体等。目前，蚊虫等害虫给人类生活带来了很多困扰，被叮咬后不仅会对人体出现瘙痒的症状，更大的危害是吸血时可将疟原虫、丝状蚴、乙脑等病毒注入人体内，使人感染发病。因此，蚊子不但叮人吸血影响睡眠，还会传播乙型脑炎、疟疾、登革热、血丝虫病等，给人类带来了极大的危害。目前市场上的驱蚊涂料，都是混合防蚊花草等植物粉末、N,N-二乙基间甲苯酰胺(DEET)等化学化学试剂的方式，没有关于将无毒的驱蚊材料合成涂料用的阳离子水性聚氨酯中的报道。因此，研究开发出一种阳离子水性聚氨酯树脂，其不但能够驱赶蚊虫防止叮咬，而且对人体无害，极大方便人们的生活，这具有十分重要的意义。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种涂料用阳离子水性聚氨酯树脂，当将所述阳离子水性聚氨酯树脂用于涂料时，具有安全无毒，附着力高，且具有良好的驱蚊效果。本专利技术的另一个目的在于提供了一种如上所述阳离子水性聚氨酯的制备方法。本专利技术的另一个目的在于提供了一种涂料，所述涂料包含如上所述的阳离子水性聚氨酯。为实现上述目的及相关目的，本专利技术通过包含以下的技术方案实现：一种涂料用阳离子水性聚氨酯树脂，所述阳离子水性聚氨酯为多个原料组分进行反应，并得到分子主链上包含式I结构的所述阳离子水性聚氨酯，其中，所述所述多个原料组分包括：多元醇70～100份；多异氰酸酯50～90份；第一扩链剂10～30份；第二扩链剂3～18份；包含式I结构的化合物8～20份；成盐剂1～12份。在本专利技术的一些实施方式中，所述多元醇选自聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚四氢呋喃醚多元醇、聚环氧乙烷多元醇、聚环氧丙烷多元醇和端羟基聚丁二烯和聚硅氧烷多元醇和聚酯醚多元醇中的一种或上述任意其组合。在本专利技术的一些实施方式中，所述多异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或上述任意其组合。在本专利技术的一些实施方式中，所述第一扩链剂选自乙二醇、一缩二乙二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、二甘醇、甘油、山梨醇、三羟甲基丙烷和二羟甲基环己烷中的一种或上述任意其组合。在本专利技术的一些实施方式中，所述第二扩链剂选自二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N-丙基二乙醇胺和叔丁基二乙醇胺中的一种或上述任意其组合。在本专利技术的一些实施方式中，所述包含式I结构的化合物为：其中，R1和R2独立的选自所述羟基、酰胺基、酯基，以及羧基中的任意一种。本专利技术也提供如上所述的涂料用阳离子水性聚氨酯树脂的制备方法，所述方法包括：提供多个原料组分：多元醇70～100份；多异氰酸酯50～90份；第一扩链剂10～30份；第二扩链剂3～18份；式I结构的化合物8～20份；成盐剂1～12份。所述原料组分进行反应得到分子主链上包含式I结构的所述阳离子水性聚氨酯；在本专利技术的一些实施方式中，至少包括以下步骤：将所述多元醇和所述多异氰酸酯在85～95℃下反应2～3h；再加入所述第一扩链剂、所述包含式I结构的化合物在75～85℃下反应1～3h；接着加入所述第二扩链剂在30～50℃下反应1～2h；反应结束加入所述成盐剂中和，加水乳化，所得的产物经后处理步骤，获得所述涂料用阳离子水性聚氨酯树脂。9、如权利要求7所述的涂料用阳离子水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于，加入所述第一扩链剂、所述包含式I结构的化合物和所述第二扩链剂的同时分别加入丙酮。本专利技术还提供了一种涂料，所述涂料包含如上所述的涂料用阳离子水性聚氨酯树脂。如上所述，本专利技术提供了一种阳离子水性聚氨酯树脂、其制备方法和在涂料中的用途。利用通过在阳离子水性聚氨酯的分子链上引入包含式I结构的化合物方式实现。本专利技术原料组分及产品中均不含有甲醛、苯类或其他易挥发有机物，因此，无毒环保；本专利技术用于内墙封闭底漆时，具有较小的表面张力，对底材的渗透性极强，碱性物质和温度都可促进阳离子乳液的交联反应，所以强碱性的墙壁会使之有更好的成膜效果，起到更好的封闭效果；本专利技术用于木器底漆时，可以封闭单宁酸，使面漆不泛黄；此外，使用本专利技术的树脂制成的内墙封闭底漆或木器底漆均可以达到驱蚊的效果，利于工业运用。附图说明图1显示为本专利技术的涂料用阳离子水性聚氨酯制备方法的一具体实施方式的流程图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本专利技术提供了一种阳离子水性聚氨酯树脂、其制备方法和在涂料中的用途。所述阳离子水性聚氨酯的制备方法包括至少由以下质量份的原料组分反应过程：多元醇70～100份；多异氰酸酯50～90份；第一扩链剂10～30份；第二扩链剂3～18份；包含式I结构的化合物8～20份；成盐剂1～12份。请参阅图1，在本专利技术公开的一具体实施方式中，制备方法包括但不限于以下步骤。请接着参阅图1，所述本专利技术的阳离子水性聚氨酯的制备方法包括步骤S1，将所述多元醇和所述多异氰酸酯在85～95℃下反应2～3h。在步骤S1中，所述多元醇为脱水处理后的多元醇。具体地，例如可以将所述多元醇加热至90℃～120℃脱水例如一小时，然后降温至50℃，得到脱水处理后多元醇，接着与多异氰酸酯进行反应。基于提高所述水性聚氨酯保湿性能的角度，所述反应温度为88～90℃，进一步地，搅拌时间为2.5h。在步骤S1中，所述多元醇选自聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚四氢呋喃醚多元醇、聚环氧乙烷多元醇、聚环氧丙烷多元醇和端羟基聚丁二烯和聚硅氧烷多元醇和聚酯醚多元醇中的一种或几种。进一步地，例如为聚四氢呋喃二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚酯醚二元醇，所述多元醇的分子量为1000-2000。在步骤S1中，所述多异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂料用阳离子水性聚氨酯树脂，其特征在于，所述阳离子水性聚氨酯为多个原料组分进行反应，并得到分子主链上包含式I结构的所述阳离子水性聚氨酯，/n

【技术特征摘要】
1.一种涂料用阳离子水性聚氨酯树脂，其特征在于，所述阳离子水性聚氨酯为多个原料组分进行反应，并得到分子主链上包含式I结构的所述阳离子水性聚氨酯，



其中，所述所述多个原料组分包括：多元醇70～100份；多异氰酸酯50～90份；第一扩链剂10～30份；第二扩链剂3～18份；包含式I结构的化合物8～20份；成盐剂1～12份。


2.如权利要求1所述的涂料用阳离子水性聚氨酯树脂，其特征在于，所述多元醇选自聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚四氢呋喃醚多元醇、聚环氧乙烷多元醇、聚环氧丙烷多元醇和端羟基聚丁二烯和聚硅氧烷多元醇和聚酯醚多元醇中的一种或上述任意其组合。


3.如权利要求1所述的涂料用阳离子水性聚氨酯树脂，其特征在于，所述多异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或上述任意其组合。


4.如权利要求1所述的涂料用阳离子水性聚氨酯树脂，其特征在于，所述第一扩链剂选自乙二醇、一缩二乙二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、二甘醇、甘油、山梨醇、三羟甲基丙烷和二羟甲基环己烷中的一种或上述任意其组合。


5.如权利要求1所述的涂料用阳离子水性聚氨酯树脂，其特征在于，所述第二扩链剂选自二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李维虎，汪飞，赵曦，朱保凌，戴家兵，
申请(专利权)人：合肥科天水性科技有限责任公司，兰州科天水性高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34