一种环氧改性自消光水性聚氨酯乳液及其制备方法技术

本发明专利技术属于聚氨酯乳液技术领域，具体涉及一种环氧改性自消光水性聚氨酯乳液，按重量百分率计，包括以下组分及组分含量：环氧改性自消光水性聚氨酯分散体85.5

【技术实现步骤摘要】
一种环氧改性自消光水性聚氨酯乳液及其制备方法


[0001]本专利技术属于聚氨酯乳液
，具体涉及一种环氧改性自消光水性聚氨酯乳液及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着人们生活水平的提高，人们越来越注重对生活质量的追求，在某些行业，如替塑油、PVC涂层、凹印油墨、触感油、皮革涂饰剂等领域，色泽柔和和哑光效果因其质感强，会给人以优雅舒适的感觉，越来越得到消费者的青睐和追捧。
[0003]为了达到哑光的效果，传统的做法是通过加入消光粉如气象二氧化硅、石蜡或聚烯烃粉末，还有一些金属皂、功能型细料来达到消光目的，但此类工艺往往存在以下技术缺陷：1、生产过程中存在大量粉尘污染；2、经过这些粉末进行消光处理后，涂层脆性大，易破碎脱落，影响涂膜的耐刮擦性、耐折性等。
[0004]近年来，单组分WPU消光树脂开始受到涂料界的关注，其完全不使用任何消光剂，只是在合成过程中生成类似消光剂的微球，微球在漆膜干燥过程中，会使表面的粗糙度增加，从而达到消光的目的。但是，自乳化消光水性聚氨酯中需引入亲水单体和线性的分子结构，容易导致涂膜耐水性和耐溶剂性不佳，胶膜成膜硬度普遍不高。

技术实现思路

[0005]为了解决所述现有技术的不足，本专利技术提供了一种环氧改性自消光水性聚氨酯乳液，在预聚体合成过程中，采用环氧树脂进行改性，因环氧树脂中大量的环氧基团与聚氨酯预聚体中氨基上的活泼氢发生反应开环生成羟基，生成的羟基以及环氧分子上的羟基同时与异氰酸中的
‑
NCO基团反应，形成交联网状结构，可进一步的提高乳液的交联密度，从而提高胶膜的硬度、耐水性和耐溶剂性；同时，双酚A型环氧树脂分子结构含有大量醚键和苯环等基团，能在提高胶膜硬度的同时，有效的平衡胶膜的韧性，从而提高胶膜耐刮擦性和耐折性。另一方面，在乳液配方助剂时，加入了交联剂，可大幅度的提高胶膜性能，且不影响单组分水性聚氨酯的室温储存性。本专利技术还提供了一种适用于该环氧改性自消光水性聚氨酯乳液的制备方法，工艺步骤简单，成品制备效率高。
[0006]本专利技术所要达到的技术效果通过以下技术方案来实现：
[0007]本专利技术中环氧改性自消光水性聚氨酯乳液，按重量百分率计，包括以下组分及组分含量：环氧改性自消光水性聚氨酯分散体85.5
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96wt％、增稠剂0.5
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2wt％、交联剂2
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5wt％、润湿剂0.5
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1wt％、手感剂0.5
‑
1wt％、消泡剂0.1
‑
0.5wt％；其中，所述环氧改性自消光水性聚氨酯分散体包括以下组分及组分质量份数：二元醇10
‑
20.5份、二异氰酸酯5.5
‑
8.5份、催化剂0.002
‑
0.04份、亲水性扩链剂0.08
‑
0.4份、环氧树脂0.01
‑
0.2份、中和剂0.1
‑
0.2份、胺扩链剂0.5
‑
0.8份；其中，分散体扩链前的R值＝1.7
‑
2，亲水性扩链剂的用量占分散体总量的质量百分比为0.8％
‑
2％，分散体扩链后的R值＝1
‑
1.2。
[0008]作为其中的一种优选方案，所述二元醇为聚碳酸酯二元醇、聚己内酯二元醇、聚乙
二醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚己二酸乙二醇酯二元醇、聚己二酸
‑
1,4
‑
丁二醇酯二元醇、聚己二酸新戊二醇
‑
1,6
‑
己二醇酯二元醇中一种或多种的混合物。大分子聚碳酸酯二元醇，可以在提高预聚体结晶性的同时，有效的提高预聚体的强度；聚乙二醇亲水性好，有利于预聚体透明性的提高；优选地，二元醇为聚碳酸酯和聚四氢呋喃二醇，Wn＝1000g/mol。
[0009]作为其中的一种优选方案，所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4
‑
二环己二甲胺二异氰酸酯中一种或多种的混合物。其中，所述六亚甲基二异氰酸酯为线性对称结构，排列比较紧密，柔软性较好，有利于提高成型后水性聚氨酯胶膜的柔韧性和耐水性；所述异佛尔酮二异氰酸酯呈环状结构，刚性较大，有利于成型后水性聚氨酯胶膜的耐热性和强度；优选地，所述六亚甲基二异氰酸酯占二异氰酸酯的总质量不低于14.5％。
[0010]作为其中的一种优选方案，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂或多官能团环氧稀释剂。
[0011]作为其中的一种优选方案，所述亲水性扩链剂为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸，优选溶解性较好的二羟甲基丁酸。
[0012]作为其中的一种优选方案，所述胺扩链剂为异佛尔酮二胺、乙二胺或水合肼；优选水合肼进行后扩链，提高乳液的耐黄变性能。
[0013]作为其中的一种优选方案，所述催化剂为有机铋催化剂。
[0014]作为其中的一种优选方案，所述中和剂为三乙胺或二甲基乙醇胺，优选二甲基乙醇胺进行中和。
[0015]作为其中的一种优选方案，所述增稠剂为羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚氨酯、高分子量聚氧化乙烯中的一种或多种。
[0016]作为其中的一种优选方案，所述润湿剂为聚醚改性有机硅类润湿剂。
[0017]作为其中的一种优选方案，所述消泡剂为聚醚改性有机硅类消泡剂。
[0018]作为其中的一种优选方案，所述交联剂为碳化亚胺类交联剂、氮丙啶、多异氰酸酯、环氧硅烷中的任意一种，优选环氧硅烷交联剂。
[0019]作为其中的一种优选方案，所述手感剂为分子量1000
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30000的硅氧烷，优选分子量30000的大分子量硅氧烷。
[0020]本专利技术中环氧改性自消光水性聚氨酯乳液的制备方法，包括以下步骤：
[0021]干燥：将预定量的二元醇在高温和真空条件下，进行干燥处理；
[0022]预聚：将干燥后的二元醇降温至60℃
‑
70℃后，加入二异氰酸酯和催化剂后，升温至80
‑
100℃反应1
‑
2h，控制
‑
NCO含量达到预设理论值后，再次降温至40℃
‑
60℃；加入环氧树脂、亲水扩链剂和丙酮，搅拌均匀后升温至75℃
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85℃进行扩链反应，得到
‑
NCO的含量再次达到预设理论值后，降温至40℃以下，制得改性水性聚氨酯预聚体；
[0023]乳化：加入中和剂，搅拌10
‑
20min进行中和，然后调节转速至高速搅拌，加入计量的去离子水后，高速搅拌15min；
[0024]成品：加入胺扩链剂，在30℃
‑
40℃温度下反应10min
‑
30min，抽真空蒸馏脱去丙酮后，得到固含量为85.5
‑
96wt％的环氧改性自消光水性聚氨酯分散体；加入预定量的增稠剂、交联剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环氧改性自消光水性聚氨酯乳液，其特征在于，按重量百分率计，包括以下组分及组分含量：环氧改性自消光水性聚氨酯分散体85.5
‑
96wt％、增稠剂0.5
‑
2wt％、交联剂2
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5wt％、润湿剂0.5
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1wt％、手感剂0.5
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1wt％、消泡剂0.1
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0.5wt％；其中，所述环氧改性自消光水性聚氨酯分散体包括以下组分及组分质量份数：二元醇10
‑
20.5份、二异氰酸酯5.5
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8.5份、催化剂0.002
‑
0.04份、亲水性扩链剂0.08
‑
0.4份、环氧树脂0.01
‑
0.2份、中和剂0.1
‑
0.2份、胺扩链剂0.5
‑
0.8份；其中，分散体扩链前的R值＝1.7
‑
2，亲水性扩链剂的用量占分散体总量的质量百分比为0.8％
‑
2％，分散体扩链后的R值＝1
‑
1.2。2.根据权利要求1所述的环氧改性自消光水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述二元醇为聚碳酸酯二元醇、聚己内酯二元醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚己二酸乙二醇酯二元醇、聚己二酸
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1,4
‑
丁二醇酯二元醇、聚己二酸新戊二醇
‑
1,6
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己二醇酯二元醇中一种或多种的混合物。3.根据权利要求1所述的环氧改性自消光水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4
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二环己二甲胺二异氰酸酯中一种或多种的混合物。4.根据权利要求1所述的环氧改性自消光水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂或多官能团环氧稀释剂。5.根据权利要求1所述的环氧改性自消光水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述亲水性扩链剂为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸。6.根据权利要求1所述的环氧改性自消光水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述胺扩链剂为异佛尔酮二胺、乙二胺或水合肼。7.根据权利要求1所述的环氧改性自消光水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述催化剂为有机铋催化剂。8.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁黎光，杨思慧，王杰，石鑫，杨小牛，
申请(专利权)人：广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院，
类型：发明
国别省市：