一种改性聚氨酯水性涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种改性聚氨酯水性涂料及其制备方法，属于水性涂料技术领域。本发明专利技术提供的改性聚氨酯水性涂料包括：聚多元醇50～55份、二异氰酸酯20～25份、亲水扩链剂5～8份、端羟基聚硅氧烷8～10份、封端剂4～5份、交联剂3～5份、中和剂5～7份、自由基催化剂0.3～0.5份、有机锡类催化剂0.05～0.08份、硼氢化钠0.005～0.008份、巯基丙酸0.03～0.05份、氯化镉7～14份、硫化钠6～12份、氯化锌5～10份和水130～160份。本发明专利技术提供的改性聚氨酯水性涂料原料相容性好、与基底的结合强度高、荧光强度高、耐水性和耐腐蚀性能好、成膜的致密度高、硬度大；同时以水为溶剂，绿色环保。

【技术实现步骤摘要】
一种改性聚氨酯水性涂料及其制备方法
本专利技术涉及水性涂料
，具体涉及一种改性聚氨酯水性涂料及其制备方法。
技术介绍
聚氨酯水性涂料是以聚氨酯为基料、以水为分散介质的绿色环保涂料。与传统的溶剂型聚氨酯相比，聚氨酯水性涂料不仅保留了传统溶剂型的优点，还具有无毒、不燃、环保等优异性能，已经广泛应用在涂料、胶黏剂、皮革整理剂以及表面处理剂等领域。然而现有的聚氨酯水性涂料的粘性较差且不具有荧光性能，限制了其应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改性聚氨酯水性涂料及其制备方法，本专利技术提供的改性聚氨酯水性涂料具有强粘结能力、高机械性能和荧光性能的特点。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种改性聚氨酯水性涂料，由包括以下质量份数的原料制备得到：聚多元醇50～55份、二异氰酸酯20～25份、亲水扩链剂5～8份、端羟基聚硅氧烷8～10份、封端剂4～5份、交联剂3～5份、中和剂5～7份、自由基催化剂0.3～0.5份、有机锡类催化剂0.05～0.08份、硼氢化钠0.005～0.008份、巯基丙酸0.03～0.05份、氯化镉7～14份、硫化钠6～12份、氯化锌5～10份和水130～160份。优选的，所述自由基催化剂包括过硫酸盐；所述交联剂包括三羟甲基丙烷缩水甘油醚和/或聚氮丙烷；所述亲水扩链剂包括1,2-二羟基-3-丙磺酸钠、二羟甲基丙酸和二羟甲基丁酸的一种或几种；所述封端剂包括丙烯酸羟乙酯和/或甲基丙烯酸羟乙酯。<br>优选的，以聚多元醇的质量份数计，还包括硼氢化钠0.005～0.008份和巯基丙酸0.03～0.05份。本专利技术还提供了上述技术方案所述改性聚氨酯水性涂料的制备方法，包括以下步骤：将聚多元醇、二异氰酸酯、端羟基聚硅氧烷和有机锡类催化剂混合，进行第一聚合反应，得到第一预聚体；将所述第一预聚体和亲水扩链剂混合，进行第二聚合反应，得到第二预聚体；将所述第二预聚体、交联剂和封端剂混合，进行交联反应，得到第三预聚体；将所述第三预聚体、中和剂、自由基催化剂、硼氢化钠、巯基丙酸和部分水混合，进行催化反应，得到聚氨酯；所述部分水占水总量的30～45％将氯化镉、第一剩余水和部分硫化钠混合，进行第一复分解反应，得到CdS量子点溶液；将所述CdS量子点溶液、氯化锌、剩余硫化钠和第二剩余水混合，进行第二复分解反应，得到CdS/ZnS量子点溶液；将所述聚氨酯、CdS/ZnS量子点和水混合，进行共混反应，得到改性聚氨酯水性涂料。优选的，所述第一聚合反应的温度为70～80℃，时间为4～6h。优选的，所述第二聚合反应的温度为80～90℃，时间为2～4h。优选的，所述交联反应的温度为60～65℃，时间为4～6h。优选的，所述催化反应的温度为5～40℃，时间为1～2h。优选的，所述一复分解反应和第二复分解反应的温度独立地为70～80℃，时间独立地为1～2h。优选的，所述CdS/ZnS量子点的粒径为10～20nm。本专利技术提供了一种改性聚氨酯水性涂料，由包括以下质量份数的原料制备得到：聚多元醇50～55份、二异氰酸酯20～25份、亲水扩链剂5～8份、端羟基聚硅氧烷8～10份、封端剂4～5份、交联剂3～5份、中和剂5～7份、自由基催化剂0.3～0.5份、有机锡类催化剂0.05～0.08份、硼氢化钠0.005～0.008份、巯基丙酸0.03～0.05份、氯化镉7～14份、硫化钠6～12份、氯化锌5～10份和水130～160份。本专利技术以聚多元醇、二异氰酸酯为主体，在亲水扩链剂、端羟基聚硅氧烷、封端剂、交联剂、中和剂、自由基催化剂、硼氢化钠、巯基丙酸、有机锡类催化剂、氯化镉、硫化钠和氯化锌的共同作用得到的提供的改性聚氨酯水性涂料粘结性强、荧光强度高、耐水性和耐腐蚀性能好、成膜的致密度高、硬度大；同时以水为溶剂，绿色环保。本专利技术提供的改性聚氨酯水性涂料的制备方法，操作简单，适宜规模化生产。具体实施方式本专利技术提供了一种改性聚氨酯水性涂料，由包括以下质量份数的原料制备得到：聚多元醇50～55份、二异氰酸酯20～25份、亲水扩链剂5～8份、端羟基聚硅氧烷8～10份、封端剂4～5份、交联剂3～5份、中和剂5～7份、自由基催化剂0.3～0.5份、有机锡类催化剂0.05～0.08份、硼氢化钠0.005～0.008份、巯基丙酸0.03～0.05份、氯化镉7～14份、硫化钠6～12份、氯化锌5～10份和水130～160份。在本专利技术中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。在本专利技术中，按质量份数计，制备所述改性聚氨酯水性涂料的原料包括聚多元醇50～55份，优选为51～54份，更优选为52～53份。在本专利技术中，所述聚多元醇优选包括聚丙二醇、聚乙二醇、聚四氢呋喃二醇、聚己二酸1,6-己二醇酯和聚碳酸酯中的一种或几种。在本专利技术中，所述聚多元醇的分子量优选为1000～3000，更优选为1500～2500。本专利技术采用的聚多元醇具有良好的低温柔软性、耐候、耐水性、力学性能及热稳定性等，进而提高聚氨酯的耐水性能、耐腐蚀性能、机械性能和相容性。在本专利技术中，以所述聚多元醇的质量份数为基准，制备所述改性聚氨酯水性涂料的原料包括二异氰酸酯20～25份，优选为21～24，更优选为2～23份。在本专利技术中，所述二异氰酸酯优选包括异氟尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、4,4-亚甲基-二苯基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4-亚甲基-二环己基二异氰酸酯和4,4-亚甲基-二异氰酸酯中的一种或几种，更优选包括异氟尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、4,4-亚甲基-二苯基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4-亚甲基-二环己基二异氰酸酯或4,4-亚甲基-二异氰酸酯。本专利技术采用的二异氰酸酯合成的聚氨酯具有优异的力学性能，稳定性和耐化学药品性等。在本专利技术中，以所述聚多元醇的质量份数为基准，制备所述改性聚氨酯水性涂料的原料包括亲水扩链剂5～8份，优选为5.5～7.5份，更优选为6～7份。在本专利技术中，所述亲水扩链剂优选包括1,2-二羟基-3-丙磺酸钠、二羟甲基丙酸和二羟甲基丁酸的一种或几种，更优选包括1,2-二羟基-3-丙磺酸钠、二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸。本专利技术采用亲水扩链剂，能够使水性聚氨酯的粘度变大，进而提高聚氨酯的耐水性能、耐腐蚀性能、机械性能和相容性。在本专利技术中，以所述聚多元醇的质量份数为基准，制备所述改性聚氨酯水性涂料的原料包括端羟基聚硅氧烷8～10份，优选为8.5～9.5份，更优选为9～9.5份。在本专利技术中，所述端羟基聚硅氧烷优选包括二甲聚硅氧烷、羟基封端聚硅氧烷。端羟基聚硅氧烷具有低表面能、疏水性好、耐候性好等优点，将其作为功能单体，能够将亲水性链段和耐水性链段引入到聚氨酯分子中，提高聚氨酯的耐水性能、机械性能和相容性。在本专利技术中，以所述聚多元醇的质量份数为基准，制备所述改性聚氨酯水性涂料的原料包括封端剂4～5份，优选为4.2～4.8份本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性聚氨酯水性涂料，其特征在于，由包括以下质量份数的原料制备得到：聚多元醇50～55份、二异氰酸酯20～25份、亲水扩链剂5～8份、端羟基聚硅氧烷8～10份、封端剂4～5份、交联剂3～5份、中和剂5～7份、自由基催化剂0.3～0.5份、有机锡类催化剂0.05～0.08份、硼氢化钠0.005～0.008份、巯基丙酸0.03～0.05份、氯化镉7～14份、硫化钠6～12份、氯化锌5～10份和水130～160份。/n

【技术特征摘要】
1.一种改性聚氨酯水性涂料，其特征在于，由包括以下质量份数的原料制备得到：聚多元醇50～55份、二异氰酸酯20～25份、亲水扩链剂5～8份、端羟基聚硅氧烷8～10份、封端剂4～5份、交联剂3～5份、中和剂5～7份、自由基催化剂0.3～0.5份、有机锡类催化剂0.05～0.08份、硼氢化钠0.005～0.008份、巯基丙酸0.03～0.05份、氯化镉7～14份、硫化钠6～12份、氯化锌5～10份和水130～160份。


2.根据权利要求1所述的改性聚氨酯水性涂料，其特征在于，所述自由基催化剂包括过硫酸盐；
所述交联剂包括三羟甲基丙烷缩水甘油醚和/或聚氮丙烷。


3.根据权利要求1或2所述的改性聚氨酯水性涂料，其特征在于，所述亲水扩链剂包括1,2-二羟基-3-丙磺酸钠、二羟甲基丙酸和二羟甲基丁酸的一种或几种；
所述封端剂包括丙烯酸羟乙酯和/或甲基丙烯酸羟乙酯。


4.权利要求1～3任一项所述改性聚氨酯水性涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚多元醇、二异氰酸酯、端羟基聚硅氧烷和有机锡类催化剂混合，进行第一聚合反应，得到第一预聚体；
将所述第一预聚体和亲水扩链剂混合，进行第二聚合反应，得到第二预聚体；
将所述第二预聚体、交联剂和封端剂混合，进行交联反应，得到第三预聚体；

【专利技术属性】
技术研发人员：陈绪芹，孟鸿，张天，陈鑫，
申请(专利权)人：佛山市新量子环保材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44