一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂，按重量份计，其组成为：多异氰酸酯15.0～40.0份、三聚茚酮衍生物0.5～1.5份、多元醇4.0～8.0份、多元胺类扩链剂0.8～2.5份、低聚物多元醇12.0～45.0份、羟基硅油1.0～3.0份、2‑苯基‑2‑丙醇1.5～4.5份、蓖麻油2.5～8.0份、二羟甲基丙酸1.8～5.5份、二月桂酸二丁基锡0.01～0.1份、丙酮5.0～15.0份、中和剂1.2～6.0份、去离子水52.0～100.0份；本发明专利技术的一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂，具有良好的附着力、硬度高、抗冲击性佳、耐盐雾好、发光性好及表面张力低等性能，自洁性能好，且具有良好的杀菌、抗菌功能；作为发光涂料以及荧光涂料时，无需外加发光材料与荧光剂，性能持久，可用于内外墙涂料、特种功能涂料等。

【技术实现步骤摘要】
一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂及其制备方法
本专利技术涉及一种改性水性聚氨酯树脂的制备方法，尤其涉及到一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂，属于水性合成树脂

技术介绍
聚氨酯是由低聚物多元醇、小分子多元醇、多异氰酸酯和扩链剂反应而成，反应原料及工艺因素对聚氨酯材料形态有很大影响，低聚物多元醇提供软性链段，多异氰酸酯提供硬链段，这种软硬结合的结构使得聚氨酯既具有高弹性又具有高硬度，从而达到研究者对特殊聚合物树脂的设计。聚氨酯同时具有良好的耐溶剂性，耐磨性和抗曲挠性，因而被广泛应用于涂料、胶黏剂、泡沫塑料、油墨及橡胶等领域。随着科技水平的不断进步和人们环保意识的不断增强，对涂料的环保要求越来越高，不含或少含挥发性有机物体系己成为新的发展方向，溶剂型树脂正逐步被水性树脂所替代，水性树脂的开发与研究越来越受到人们的重视。除了降低有机化合物的挥发，随着现代社会需求的增长，对于涂料的功能化要求也越来越多。除传统保护作用外，希望在装饰美观、标记、温度检测、湿度及有机气体检测等领域也得到应用。荧光具有灵敏响应性与直观性，使得涂料有荧光性质。传统的荧光涂料按其掺杂的荧光颜料的组成不同，分为有机荧光涂料和无机荧光涂料两大类。后者在有机聚合物中的分散性较差，制备涂料不易得到较好的力学性能。
技术实现思路
三聚茚酮是高度对称，并且具有大的刚性共轭结构的稠环芳烃，具有良好的荧光性能，本专利技术先将三聚茚酮制备成三聚茚酮衍生物，然后再通过化学反应与聚氨酯结构以化学键相连，性能稳定，同时三聚茚酮衍生物中含有席夫碱结构，具有良好的抗菌、杀菌功能；引入二羟甲基丙酸DMPA，能与中和剂中和后形成稳定的改性的水性聚氨酯树脂。本专利技术的首要目的提供一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂。本专利技术的另一目的提供一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂的制备方法。为了解决上面所述的技术问题，本专利技术采取以下技术方案：本专利技术涉及一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂，按重量份计，其组成为：多异氰酸酯15.0～40.0份、三聚茚酮衍生物0.5～1.5份、多元醇4.0～8.0份、多元胺类扩链剂0.8～2.5份、低聚物多元醇12.0～45.0份、羟基硅油1.0～3.0份、2-苯基-2-丙醇1.5～4.5份、蓖麻油2.5～8.0份、二羟甲基丙酸1.8～5.5份、二月桂酸二丁基锡0.01～0.1份、丙酮5.0～15.0份、中和剂1.2～6.0份、去离子水52.0～100.0份。所述的三聚茚酮衍生物由三聚茚酮与2-羟基乙胺通过反应制得。所述的多元醇为丙二醇、丁二醇、环己二醇、己二醇、新戊二醇、二缩二乙二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇中的一种或几种组合。所述的低聚物多元醇为分子量在800～3000之间的聚四氢呋喃二元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚醚二元醇、聚环氧丙烷多元醇中的一种或几种的组合。所述的中和剂为三乙胺、氨水、二甲基乙醇胺中的一种或几种的组合。所述的多元胺类扩链剂为乙二胺、己二酸二肼、水合肼中的一种或几种的组合。所述的多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种的组合。所述的三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂的制备方法，包括以下步骤：a、在反应器中，按配方的重量份依次加入多元醇、低聚物多元醇、蓖麻油，加热升温后，真空脱水；b、加入二羟甲基丙酸、三聚茚酮衍生物和羟基硅油，降温，通入氮气，滴加多异氰酸酯，在0.5～1.0h内滴加完毕，搅拌反应0.5h；c、然后滴加配方量的二月桂酸二丁基锡，升温至80～82℃反应2～2.5h，视体系粘度补加丙酮，加入2-苯基-2-丙醇，升温至84～88℃反应，测定NCO值，当测定的值与理论设计值接近时终止反应；d、继续搅拌降温，缓慢滴加中和剂，搅拌反应后，加入计算量的去离子水，继续搅拌分散均匀；e、在搅拌条件下加入多元胺类扩链剂，高速搅拌分散1h，然后低速搅拌，减压下蒸脱丙酮，即制得一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂。本专利技术所述的三聚茚酮衍生物，其制备步骤如下：按配方量(三聚茚酮与2-羟基乙胺的摩尔比优选为1:3)，在多功能反应釜中，加入三聚茚酮和适量乙醇，升温至80～82℃搅拌均匀；另外按配方量称取2-羟基乙胺，加入反应釜中，然后加入少量冰醋酸，继续回流反应12.0～14.0h，冷却，重结晶，过滤，真空干燥，制得三聚茚酮衍生物。本专利技术的一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂，具有良好的附着力、硬度高、抗冲击性佳、耐盐雾好、发光性好及表面张力低等性能，自洁性能好；作为发光涂料以及荧光涂料时，无需外加发光材料与荧光剂，性能持久，可用于内外墙涂料、特种功能涂料等。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂做进一步的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。实施例1一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂，其制备工艺如下：一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂，按重量份计,其组分为：异佛尔酮二异氰酸酯25.0份、三聚茚酮衍生物1.2份、环己二醇5.0份、乙二胺1.5份、聚四氢呋喃二元醇28.0份、羟基硅油1.5份、2-苯基-2-丙醇2.5份、蓖麻油4.2份、二羟甲基丙酸3.4份、二月桂酸二丁基锡0.06份、丙酮12.0份、三乙胺3.2份、去离子水80.0份。本实施例中一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂的制备方法，包括以下步骤：a、在反应器中，按配方的重量份依次加入环己二醇、聚四氢呋喃二元醇、蓖麻油，加热升温后，真空脱水；b、加入二羟甲基丙酸、三聚茚酮衍生物和羟基硅油，降温，通入氮气，滴加异佛尔酮二异氰酸酯，在0.5～1.0h内滴加完毕，搅拌反应0.5h；c、然后滴加配方量的二月桂酸二丁基锡，升温至80～82℃反应2～2.5h，视体系粘度补加丙酮，加入2-苯基-2-丙醇，升温至84～88℃反应，测定NCO值，当测定的值与理论设计值接近时终止反应；d、继续搅拌降温，缓慢滴加三乙胺，搅拌反应后，加入计算量的去离子水，继续搅拌分散均匀；e、在搅拌条件下加入乙二胺，高速搅拌分散1h，然后低速搅拌，减压下蒸脱丙酮，即制得一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂，记为样品1。实施例2一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂，其制备工艺如下：一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂，按重量份计,其组分为：六亚甲基二异氰酸酯21.0份、三聚茚酮衍生物1.0份、新戊二醇5.5份、己二酸二肼1.4份、聚碳酸酯多元醇31.0份、羟基硅油2.0份、2-苯基-2-丙醇3.0份、蓖麻油4.9份、二羟甲基丙酸3.9份、二月桂酸二丁基锡0.08份、丙酮13.0份、氨水2.8份、去离子水85.0份。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂，其特征在于：所述的三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂，按重量份计，其组成为：多异氰酸酯15.0～40.0份、三聚茚酮衍生物0.5～1.5份、多元醇4.0～8.0份、多元胺类扩链剂0.8～2.5份、低聚物多元醇12.0～45.0份、羟基硅油1.0～3.0份、2-苯基-2-丙醇1.5～4.5份、蓖麻油2.5～8.0份、二羟甲基丙酸1.8～5.5份、二月桂酸二丁基锡0.01～0.1份、丙酮5.0～15.0份、中和剂1.2～6.0份、去离子水52.0～100.0份；/n其中，所述的三聚茚酮衍生物由三聚茚酮与2-羟基乙胺通过反应制得。/n

【技术特征摘要】
1.一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂，其特征在于：所述的三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂，按重量份计，其组成为：多异氰酸酯15.0～40.0份、三聚茚酮衍生物0.5～1.5份、多元醇4.0～8.0份、多元胺类扩链剂0.8～2.5份、低聚物多元醇12.0～45.0份、羟基硅油1.0～3.0份、2-苯基-2-丙醇1.5～4.5份、蓖麻油2.5～8.0份、二羟甲基丙酸1.8～5.5份、二月桂酸二丁基锡0.01～0.1份、丙酮5.0～15.0份、中和剂1.2～6.0份、去离子水52.0～100.0份；
其中，所述的三聚茚酮衍生物由三聚茚酮与2-羟基乙胺通过反应制得。


2.如权利要求1所述的一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂，其特征在于：所述的多元醇为丙二醇、丁二醇、环己二醇、己二醇、新戊二醇、二缩二乙二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇中的一种或几种组合。


3.如权利要求1所述的一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂，其特征在于：所述的低聚物多元醇为分子量在800～3000之间的聚四氢呋喃二元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚醚二元醇、聚环氧丙烷多元醇中的一种或几种的组合。


4.如权利要求1所述的一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂，其特征在于：所述的中和剂为三乙胺、氨水、二甲基乙醇胺中的一种或几种的组合。


5.如权利要求1所述的一种三聚茚酮衍生物改性水性聚氨酯树脂，其特征在于：所述的多元胺类扩链剂为乙二胺、己二酸二肼、水合肼中的一种或几种的组合。

【专利技术属性】
技术研发人员：张武，康伦国，姚东生，
申请(专利权)人：合众佛山化工有限公司，韶关市合众化工有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44