水性聚氨酯分散体及其制备方法与应用、水性涂料技术

本发明专利技术提供一种水性聚氨酯分散体及其制备方法与应用、水性涂料，该水性聚氨酯分散体的制备原料包括：13～19份多异氰酸酯化合物、14～22份大分子二元醇化合物、3.5～5.3份含酸性基的小分子二元醇化合物、1～2份扩链剂、0.5～2份多元醇封端剂、0.02～0.05份催化剂、1.5～3.4份中和剂和54～6份水。该水性聚氨酯分散体应用于制备水性涂料时，能提升水性涂料在室温闪干或者低温加热闪干阶段时的触变指数，经过喷涂之后的水性涂料的粘度迅速上升，从而提高铝粉在水性涂料中的定向排列能力，且涂料的平整性好。

Waterborne polyurethane dispersion and its preparation method and application, waterborne coatings

【技术实现步骤摘要】
水性聚氨酯分散体及其制备方法与应用、水性涂料
本专利技术涉及水性涂料
，特别是涉及一种水性聚氨酯分散体及其制备方法与应用、水性涂料。
技术介绍
带铝粉的涂料具有随角异色的特性，随着观察角度的变化或改变光源的照射角度，涂料的颜色和光泽会随之变化，而且具有很好的闪光效果。近年来，在汽车、手机、数码相机、笔记本、电子穿戴设备等产品制备过程中大量使用了带铝粉的漆料，从而凸显出物品的外型设计感，给消费者留下更深刻的印象。其中，作为颜料的铝粉的微观结构为片层结构，铝粉在涂膜中的定向排列越好，漆膜的金属光泽越强，物品外观更炫目。传统的涂料技术中，有机溶剂型涂料主要是通过有机溶剂的快速挥发，使涂膜快速收缩实现铝粉的优异排列，但是有机溶剂或多或少具有不同程度的毒性，对人体有害，且多数有机溶剂具有易燃易爆性，在涂料的生产和使用环节均存在非常大的安全隐患。随着环保立法规日益完善，有机溶剂型涂料已经不符合现代社会的要求，逐渐被淘汰，而以水为溶剂的环保型水性涂料日益成为人们关注的焦点，但水性涂料在使用时，溶剂水的挥发受环境的温度和湿度影响很大，常温施工条件下，涂膜的成膜速度缓慢，因此，通过水性涂料的涂膜收缩很难实现铝粉的定向排列。因此，如何制备具有较好的铝粉定向排列能力的水性涂料一直是本领域技术人员难以攻克的难题。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供了一种能够提高水性涂料中铝粉的定向排列能力的水性聚氨酯分散体。本专利技术的技术方案如下。本专利技术一方面提供了一种水性聚氨酯分散体，按照质量份数计，该水性聚氨酯分散体的制备原料包括：进一步地，按照质量份数计，上述水性聚氨酯分散体的制备原料包括：上述水性聚氨酯分散体的pH值为8.0～9.5、粘度为200CPS～1000CPS、固体含量为40wt％±3wt％、酸值为35mgKOH/g～55mgKOH/g。上述催化剂为二月桂酸二丁基锡。上述多异氰酸酯化合物选自脂环族二异氰酸酯或脂肪族二异氰酸酯中的至少一种。上述大分子二元醇化合物选自数均分子量为500～4000的脂肪族聚酯二元醇；上述含酸性基的小分子二元醇化合物选自二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸中的至少一种。上述多元醇封端剂选自羟基数量≥3的小分子醇。进一步地，上述多元醇封端剂选自分子量不大于300的不含酸性基的三元醇或四元醇中的至少一种。本专利技术进一步提供了一种水性聚氨酯分散体，包括水及分散于水中的聚氨酯树脂；上述聚氨酯树脂的制备原料包括聚氨酯预聚物、多元醇封端剂、第一催化剂和中和剂，上述聚氨酯预聚物的制备原料包括多异氰酸酯化合物、大分子二元醇化合物、含酸性基的小分子二元醇化合物、扩链剂和第二催化剂；上述水与上述聚氨酯树脂的制备原料按照质量份数计如下：本专利技术另一方面提供了一种水性聚氨酯分散体的制备方法，包括以下步骤：将多异氰酸酯化合物、大分子二元醇化合物、含酸性基的小分子二元醇化合物和第二催化剂混合预聚，再加入扩链剂与有机溶剂、回流反应，得到聚氨酯预聚物；将聚氨酯预聚物、多元醇封剂和第一催化剂混合反应后，加入中和剂中和，得到混合物；将上述混合物和水混合，乳化，去除有机溶剂，得到上述水性聚氨酯分散体；其中，按照质量份数剂，上述多异氰酸酯化合物、上述大分子二元醇化合物、上述含酸性基的小分子二元醇化合物、上述扩链剂、上述多元醇封端剂、上述第一催化剂及上述第二催化剂的总和、上述中和剂和上述水的质量比为:(13～19):(14～22):(3.5～5.3):(1～2):(0.5～2):(0.02～0.05):(1.5～3.4):(54～60)。本专利技术还提供了上述水性聚氨酯分散体或上述水性聚氨酯分散体的制备方法制得的水性聚氨酯分散体在制备涂料中的应用。进一步地，本专利技术还提供了一种水性涂料，该水性涂料包括上述的水性聚氨酯分散体，和/或如上述的水性聚氨酯分散体的制备方法制得的水性聚氨酯分散体。上述水性涂料还含有铝粉。有益效果上述水性聚氨酯分散体中，通过调控水性聚氨酯分散体的制备原料的组成配比，从而得到具有高分子量的水性聚氨酯分散体。该水性聚氨酯分散体应用于制备水性涂料时，能提升水性涂料在室温闪干或者低温加热闪干阶段时的触变指数，经过喷涂之后的水性涂料的粘度迅速上升，从而提高铝粉在水性涂料中的定向排列能力，且涂料的平整性好。进一步地，上述水性聚氨酯分散体包括水及分散于所述水中的聚氨酯树脂上述聚氨酯树脂的制备原料包括聚氨酯预聚物、多元醇封端剂、第一催化剂和中和剂，上述聚氨酯预聚物的制备原料包括多异氰酸酯化合物、大分子二元醇化合物、含酸性基的小分子二元醇化合物、扩链剂和第二催化剂；其中，首先通过特定质量份数的异氰酸酯化合物、大分子二元醇化合物、含酸性基的小分子二元醇化合物和扩链剂在第二催化剂的作用下，生成高分子量的聚氨酯预聚物；然后聚氨酯预聚物、封端剂在第一催化剂的作用下反应后经中和剂中和，得到分子量高稳定分散于水中的聚氨酯树脂分散体。该水性聚氨酯分散体应用于制备水性涂料时，能提升水性涂料在室温闪干或者低温加热闪干阶段时的触变指数。上述水性涂料中，该水性涂料包括上述的水性聚氨酯分散体，和/或如上述的水性聚氨酯分散体的制备方法制得的水性聚氨酯分散体，高分子量的水性聚氨酯分散体能提升水性涂料在室温闪干或者低温加热闪干阶段时的触变指数，从而提高水性涂料中铝粉的定向排列能力。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述，并给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本专利技术实施方式提供了一种水性聚氨酯分散体，一种水性聚氨酯分散体，按照质量份数计，该水性聚氨酯分散体的制备原料包括：水性涂料中铝粉的排列主要是通过水性涂料的触变性来控制铝粉的排列，将含铝粉的水性涂料进行喷涂之后，涂料的粘度上升，从而实现铝粉的定向。因此，本专利技术技术人员通过调控水性聚氨酯分散体的制备原料的组成配比，从而得到具有高分子量的水性聚氨酯分散体。该水性聚氨酯分散体应用于制备水性涂料时，能提升水性涂料在室温闪干或者低温加热闪干阶段时的触变指数，经过喷涂之后的水性涂料的粘度迅速上升，从而提高铝粉在水性涂料中的定向排列能力，且涂料的平整性好。进一步地，按照质量份数计，上述水性聚氨酯分散体的制备原料包括：在其中一些实施例中，上述水性聚氨酯分散体的pH为8.0～9.5、粘度为200CPS～1000CPS、固体含量为40wt％±3wt％、酸值为35mgKOH/g～本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性聚氨酯分散体，其特征在于，按照质量份数计，所述水性聚氨酯分散体的制备原料包括：/n

【技术特征摘要】
1.一种水性聚氨酯分散体，其特征在于，按照质量份数计，所述水性聚氨酯分散体的制备原料包括：





2.如权利要求1所述的水性聚氨酯分散体，其特征在于，按照质量份数计，所述水性聚氨酯分散体的制备原料包括：





3.如权利要求1所述的水性聚氨酯分散体，其特征在于，所述水性聚氨酯分散体的pH值为8.0～9.5，粘度为200CPS～1000CPS，固体含量为40wt％±3wt％，酸值为35mgKOH/g～55mgKOH/g。


4.如权利要求1～3任一项所述的水性聚氨酯分散体，其特征在于，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。


5.如权利要求1～3任一项所述的水性聚氨酯分散体，其特征在于，所述多异氰酸酯化合物选自脂环族二异氰酸酯或脂肪族二异氰酸酯中的至少一种。


6.如权利要求1～3任一项所述的水性聚氨酯分散体，其特征在于，所述大分子二元醇化合物选自数均分子量为500～4000的脂肪族聚酯二元醇；所述含酸性基的小分子二元醇化合物选自二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸中的至少一种。


7.如权利要求1～3任一项所述的水性聚氨酯分散体，其特征在于，所述多元醇封端剂选自羟基数量≥3的小分子醇。


8.如权利要求7所述的水性聚氨酯分散体，其特征在于，所述多元醇封端剂选自分子量不大于300的不含酸性基的三元醇或四元醇中的至少一种。


9.一种水性聚氨酯分散体，其特征在于，包括水及分散于所述水中的聚氨酯树脂；
所述聚氨酯树脂的制备原料包括聚氨酯预...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡启明，杨鹏飞，张杰，黄鹂，董军胜，
申请(专利权)人：湖南湘江关西涂料长沙有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43