一种软触感羟基聚氨酯分散体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种软触感羟基聚氨酯分散体，包括以下组分：a）一端亲水一端疏水的聚氨酯预聚体；b）直链型分子量在1000~5000的聚酯多元醇；c）流变助剂；d）水。其中，组分a）通过以下重量组分反应获得：至少一种二异氰酸酯；具有可离子化亲水基团的羟基化合物；至少一种分子量为500至5000的二元醇；胺或无机碱；至少一种分子量小于400的二元醇或多元醇；上述各组分的重量总和为100%。本发明专利技术采用外乳化工艺合成水性聚氨酯分散体，提高了该水性聚氨酯储存稳定性，同时可通过调整a)和b）组份来获得不同羟基含量和软触感的分散体，从而实现兼顾软触感和耐化性。感和耐化性。

【技术实现步骤摘要】
一种软触感羟基聚氨酯分散体及其制备方法


[0001]本专利技术属于树脂涂料
，尤其涉及一种具有软触感的羟基聚氨酯分散体及其制备得到的软触感涂料组合物。

技术介绍

[0002]随着人们对环境与健康意识的不断增强，水性涂料日益受到重视。现阶段涂料领域的水性化主要集中在木器涂料、汽车原厂涂料、建筑涂料、集装箱涂料等领域。软触感涂料由于其表面特殊的触觉感受，漆膜会带给消费者天鹅绒一般丝滑、橡胶一般Q弹或温暖的感受，因此在3C（包括电脑产品、通信产品和消费类电子产品）领域非常受欢迎并且经久不衰。而在3C领域，由于对涂料产品的综合性能、装饰效果以及长期使用的可靠性要求非常高，因此，涂料水性化率非常低。目前的软触感涂料绝大部分均为油性产品，配方中溶剂含量在600～800g/L，远超国家涂料消费税免征点420g/L。所以在3C领域对低VOC含量的水性软触感涂料需求迫切。近年来已经确立了基于聚氨酯结构的水性软触感涂料体系。
[0003]专利CN 1572849A、CN 1910214A、CN101061153A、CN 1884408A、CN101153192A及CN 104736582A公开的制备具有软触感水性聚氨酯树脂的方法均为传统的预聚体法和丙酮法。这两种方法各有缺陷，预聚体法难以制备高固含聚氨酯分散体。而丙酮法虽然可以制备高固含聚氨酯分散体，但其制备工艺相对复杂，不可控因素更多，缺点更明显。首先丙酮作为易制毒原料，需要到公安部门备案后才能进行采购；其次，丙酮作为低闪点易燃物料，生产操作过程中存在较大安全风险；最后，丙酮法生产的聚氨酯，加水分散完后需要抽真空将丙酮脱除，增加工时和能耗，同时脱丙酮过程中，脱低釜中容易产生结皮，而结皮随着搅拌被打碎成碎末混在树脂中，出料过滤包装容易堵滤网，又会增加生产工时。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种软触感羟基聚氨酯分散体及其制备方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用了以下技术方案：一种软触感羟基聚氨酯分散体，包括以下组分：a）一端亲水一端疏水的聚氨酯预聚体；b）直链型分子量在1000~5000的聚酯多元醇；c）流变助剂；d）水；其中，组分a）通过以下重量组分反应获得：
ⅰ
）5至30重量%的至少一种二异氰酸酯；
ⅱ
）1至20重量%的具有可离子化亲水基团的羟基化合物；
ⅲ
）40至90重量%的至少一种分子量为500至5000的二元醇；
ⅳ
）0至5重量%的胺或无机碱；
ⅴ
）0至10重量%的至少一种分子量小于400的二元醇或多元醇；上述各组分的重量总和为100%。
[0006]作为优选，所述组分a）的反应组分中异氰酸酯基于羟基的摩尔比范围为0.3~5:1。优选0.3:1至3:1、更优选0.3:1至1.5:1、甚至更优选0.5:1至1.5:1。
[0007]作为优选，组分
ⅰ
）是一种二异氰酸酯，相对于用于制备聚氨酯预聚体的重量占比优选5~15%，其采用亚乙基二异氰酸酯、1,6
‑
六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、环己烷
‑
1,4
‑
二异氰酸酯、4,4
′‑
二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、对四甲基二甲苯二异氰酸酯(p
‑
TMXDI)(及其间位异构体m
‑
TMXDI)、1,4
‑
亚苯基二异氰酸酯、2,4
‑
甲苯二异氰酸酯、2,6
‑
甲苯二异氰酸酯、4,4
′‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的一种或多种的混合。
[0008]更优选，所述组分
ⅰ
）为IPDI和/或H12MDI的混合。
[0009]作为优选，所述组分
ⅱ
）为具有可离子化亲水基团的羟基化合物。相对于用于制备聚氨酯的组分的总量，组分(B)的量为1至20重量%，优选2至10重量%，甚至更优选2至7重量%。可离子化亲水基团是指在相关条件下可以通过形成盐(即通过碱使基团进行去质子化)而被转化为带负电荷的阴离子基团。组分(B)包含任何合适的多元醇，优选二醇，其含有可离子化的亲水基团。优选的离子性亲水基团是阴离子性水亲水基团。优选的阴离子性亲水基团是羧酸、磷酸和/或磺酸基团。这些化合物的实例包括含羧基的二醇，例如二羟基烷酸如2，2
‑
二羟甲基丙酸(DMPA)或2，2
‑
二羟甲基丁酸(DMBA)。或者磺酸盐基团可用作潜在阴离子性水分散基团。阴离子性水分散基团优选完全或部分为盐形式。
[0010]作为优选，所述组分
ⅲ
）采用分子量为500至5000g/mol的二醇，相对于用于制备聚氨酯的组分的总量，其添加量为40
‑
90重量％，优选为50
‑
90重量％，甚至更优选55至85重量％。这种多元醇可以选自可用于聚氨酯合成的任何化学类型的多元醇。特别地，多元醇可以是聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚乙烯基多元醇和/或聚硅氧烷多元醇。组分(c)的玻璃化转变温度Tg优选为
‑
110℃至+110℃，更优选为
‑
100℃至+40℃，最优选为
‑
100℃和
‑
35℃。优选的二醇(C)是聚醚二醇，优选包括聚亚烷基二醇(例如聚丙二醇(PPG)；聚乙二醇(PEG)；聚四氢呋喃(PTMEG)。优选的聚醚多元醇选自由PPG、PEG、PTMEG及其混合物，更优选的是PPG和/或PTMEG，最有用的是PTMEG。
[0011]作为优选，所述组分
ⅳ
）任选地通过用碱(优选在制备聚氨酯预聚物期间和/或在制备本专利技术的水性组合物期间)中和聚氨酯预聚物来转化成盐形式。如果阴离子性水分散基团被中和，则用于中和基团的碱优选为氨、胺或无机碱。合适的胺包括叔胺，例如三乙胺或N，N
‑
二甲基乙醇胺。合适的无机碱包括碱金属氢氧化物和碳酸盐，例如氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾。还可以使用季铵氢氧化物，例如N+(CH3)4(OH)。通常使用可以为组合物提供所需的抗衡离子的碱。例如，优选的抗衡离子包括Li+、Na+、K+、NH4+和取代的铵盐。也可以使用阳离子性水分散性基团，但不太优选。实例包括吡啶基、咪唑基和/或季铵基团，其是可被中和或永久电离的(例如与硫酸二甲酯)。非常合适的组分(b)是二羟甲基丙酸(DMPA)。
[0012]作为优选，所述组分
ⅴ
）选用分子量低于500g/mol、优选在40至250g/mol范围内的二醇。其相对于用于制备聚氨酯的组分的总量，组分
ⅴ
）的量为0至10重量％，优选0.5至5重量％。进一步的，优选采用乙二醇、新戊二醇、丁二醇、己二醇或1，4
‑
环己烷二甲醇。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软触感羟基聚氨酯分散体，其特征在于包括以下组分：a）一端亲水一端疏水的聚氨酯预聚体；b）直链型分子量在1000~5000的聚酯多元醇；c）流变助剂；d）水；其中，组分a）通过以下重量组分反应获得：
ⅰ
）5至30重量%的至少一种二异氰酸酯；
ⅱ
）1至20重量%的具有可离子化亲水基团的羟基化合物；
ⅲ
）40至90重量%的至少一种分子量为500至5000的二元醇；
ⅳ
）0至5重量%的胺或无机碱；
ⅴ
）0至10重量%的至少一种分子量小于400的二元醇或多元醇；上述各组分的重量总和为100%。2.根据权利要求1所述软触感羟基聚氨酯分散体，其特征在于：所述组分a）的反应组分中异氰酸酯基于羟基的摩尔比范围为0.3~5:1。3.根据权利要求1所述软触感羟基聚氨酯分散体，其特征在于：所述组分
ⅰ
）为亚乙基二异氰酸酯、1,6
‑
六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、环己烷
‑
1,4
‑
二异氰酸酯、4,4
′‑
二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、对四甲基二甲苯二异氰酸酯(p
‑
TMXDI)(及其间位异构体m
‑
TMXDI)、1,4
‑
亚苯基二异氰酸酯、2,4
‑
甲苯二异氰酸酯、2,6
‑
甲苯二异氰酸酯、4,4
′‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的一种或多种的混合。4.根据权利要求3所述软触感羟基聚氨酯分散体，其特征在于：所述组分
ⅰ
）为IPDI和/或H12MDI的混合。5.根据权利要求1所述软触感羟基聚氨酯分散体，其特征在于：所述组分
ⅱ
）为可离子化为带负电荷的阴离子亲水基团的多元醇。6.根据权利要求5所述软触感羟基聚氨酯分散体，其特征在于：所述组分
ⅱ
）为可离子化为带负电荷的阴离子亲水基团的二元醇。7.根据权利要求5所述软触感羟基聚氨酯分散体，其特征在于：所述可离子化为带负电荷的阴离子亲水基团为羧酸基团、磷酸基团和/或磺酸基团。8.根据权利要求5所述软触感羟基聚氨酯分散体，其特征在于：所述组分
ⅱ
）为二羟基烷酸如2，2
‑
二羟甲基丙酸(DMPA)或2，2
‑
二羟甲基丁酸(DMBA)。9.根据权利要求1所述软触感羟基聚氨酯分散体，其特征在于：所述组分
ⅲ
）为聚酯多元醇、聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓威，黄光燕，
申请(专利权)人：清远慧谷新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：