一种耐光性水性聚氨酯的制备方法技术

本发明专利技术公开一种耐光性水性聚氨酯的制备方法，在二月桂酸二丁基锡催化剂条件下，将聚四氢呋喃醚二醇与二异氰酸酯混合，于70~90℃下搅拌反应2~4h，得到聚氨酯预聚体；往聚氨酯预聚体中加入亲水扩链剂、多羟基化合物和丁酮，于70~90℃条件下搅拌反应1.0~3.5h，加入三乙胺进行中和，搅拌反应40~60min，加水进行乳化，形成一种亲水的聚氨酯，往亲水的聚氨酯体系中加入纳米乳液，在pH为7的条件下剪切搅拌40~60min，得到耐光性水性聚氨酯。所制备的耐光性水性环保、价格低廉，能满足市场对耐光性聚氨酯性能的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水性聚氨酯的制备方法，特别涉及。
技术介绍
水性聚氨酯以水为分散介质，无毒无味、不污染环境，广泛应用于水性涂料、水性油漆的制备。但由于使用领域常接触太阳光，太阳光线中含有大量对浅色物体有害的紫外光，其波长29(T460nm，这些紫外光通过化学上的氧化还原作用，使材料表面发生颜色变化，影响表面外观。目前聚氨酯常用芳香族异氰酸酯作原料，但芳香族异氰酸酯制备的聚氨酯易泛黄，不能满足清漆、白漆及户外装饰的需要，因此常采用脂肪族异氰酸酯制备耐光性的水性聚氨酯分散液，但由于脂肪族分子结构中缺少刚性苯环，合成的水性聚氨酯涂膜硬度较低，耐水性、耐溶剂性差，难以满足市场对耐光性聚氨酯的需求。
技术实现思路
本专利技术采用了以下技术方案。(1)、在二月桂酸二丁基锡催化剂存在的条件下，按NC0/0H的摩尔比为1.6:1~4.0:1，将聚四氢呋喃醚二醇与二异氰酸酯混合，于70 901:下搅拌反应2~1，得到聚氨酯预聚体A ;所述催化剂用量为聚四氢呋喃醚二醇与二异氰酸酯总重量的0.15 0.4% ； (2)、向A中加入羧基含量为A重量1.5 4.2%的亲水扩链剂，搅拌反应时间为3(T60min，施加A重量0.2^0.8%的多羟基化合物进行交联，搅拌反应时间为30min，加入A重量10 30%的丁酮，于7(T90°C条件下搅拌反应1.(Γ3.5h，按C00H/NH2的摩尔比为0.5: 1~1.4:1，加入三乙胺进行中和，搅拌反应4(T60min，加水进行乳化，形成一种亲水的聚氨酯B备用；(3)、将乳化剂IOg溶于50g水中，加入纳米材料2 5g、紫外吸收剂I飞g、抗氧化剂2 3g，剪切搅拌乳化，搅拌速度400~l500r/min，乳化30~60min，得纳米乳液备用； (4)、加入B固含量20 40%的纳米乳液于B中，在pH为7的条件下剪切搅拌40~60min，得到耐光性水性聚氨酯C。聚四氢呋喃醚二醇的数均分子量Mn为1000g/mol ;二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的任意一种；扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸中的任意一种；多羟基化合物为四羟甲基硫酸磷、三羟甲基丙烷中的任意一种；乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、六偏磷酸钠的任意一种；纳米材料为纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米氧化铁中的任意一种；紫外吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯、2，4_ 二羟基二苯甲酮、单苯甲酸间苯二酚酯中任意两种的混合物；抗氧化剂为丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、乙二胺四乙酸中任意两种的混合物。本专利技术具有以下特点: (1)、所制备的耐光性水性聚氨酯与材料相容性好； (2)、选择的二异氰酸酯具有很好的耐光性； (3)、纳米材料环保、价格低廉，具有吸收紫外线功能，所制备的耐光性聚氨酯不会提高成本； (4)、采用多羟基化合物对聚氨酯进行交联改性，改变传统耐光性聚氨酯耐溶剂性差、力学性能差的特点； (5)、纳米材料和紫外线吸收剂吸收紫外光，氧化剂阻止聚氨酯被氧化，采用纳米材料、紫外线吸收剂、抗氧化剂发挥协同效应，提高聚氨酯的耐光性。具体实施方式下面结合实例进一步说明本专利技术。实例一 (1)、在装有搅拌浆、温度计、冷 凝管的500ml的四口烧瓶中，将聚四氢呋喃醚二醇10.0g与异佛尔酮二异氰酸酯35.5g混合，在二月桂酸二丁基锡催化剂0.07g存在的条件下，于70°C下搅拌反应2h，得45.3g聚氨酯预聚体； (2)、向聚氨酯预聚体中加亲水扩链剂二羟甲基丙酸2.02g，搅拌反应时间为30min，加入四羟甲基硫酸磷0.09g进行交联，搅拌反应时间为30min，加入丁酮溶剂4.5g，于70°C条件下搅拌反应1.0h，加入三乙胺3.05g进行中和，搅拌反应40min，加水150g进行乳化，得固含量为24.9%的亲水性聚氨酯202.5g，转入到500ml烧杯中备用； (3)、将乳化剂IOg溶于50g水中，加入纳米氧化铁2g、2，4-二羟基二苯甲酮0.5g、单苯甲酸间苯二酹酯0.5g、二丁基轻基甲苯lg、乙二胺四乙酸lg，剪切乳化速度400r/min,乳化时间30min,得纳米乳液备用； (4)、加入纳米乳液10.1g于亲水性聚氨酯中，在pH为7的条件下剪切搅拌40min，得到耐光性水性聚氨酯。实例二 (1)、在装有搅拌浆、温度计、冷凝管的500ml的四口烧瓶中，将聚四氢呋喃醚二醇10.0g与六亚甲基二异氰酸酯67.2g混合，在二月桂酸二丁基锡催化剂0.31g存在的条件下，于90°C下搅拌反应4h，得到77.5g聚氨酯预聚体； (2)、向聚氨酯预聚体中加入亲水扩链剂二羟甲基丁酸10.71g，搅拌反应时间为60min,加入三羟甲基丙烷0.62g进行交联，搅拌反应时间为30min，加入丁酮溶剂23.3g，于90°C条件下搅拌反应3.5h，施加三乙胺5.22g进行中和，搅拌反应60min，加水150g进行乳化，得固含量为33.2%的亲水性聚氨酯267.4g，转入到500ml烧杯中备用； (3)、将十二烧基苯磺酸钠IOg溶于50g水中,加入纳米二氧化娃5g、邻轻基苯甲酸苯酯2.5g、2，4- 二轻基二苯甲酮2.5g、丁基轻基茴香醚1.5g、二丁基轻基甲苯1.5g，剪切乳化速度1500r/min,乳化60min,得纳米乳液备用； (4)、加入纳米乳液35.5g于亲水性聚氨酯中，在pH为7的条件下剪切搅拌60min，得到耐光性水性聚氨酯。实例三 (I)、在装有搅拌浆、温度计、冷凝管的500ml的四口烧瓶中，将聚四氢呋喃醚二醇10.0g与异佛尔酮二异氰酸酯62.2g混合，在二月桂酸二丁基锡催化剂0.20g存在的条件下，于80°C下搅拌反应3 h，得到聚氨酯预聚体72.3g ； (2)、向聚氨酯预聚体中加入亲水扩链剂二轻甲基丙酸6.2g,搅拌反应时间为45min,继续加入四羟甲基硫酸磷0.36g，搅拌反应时间为30min，加入丁酮14.5g，于80°C条件下搅拌反应2 h，加入三乙胺4.9g进行中和，搅拌反应50min，加水160g进行乳化，形成固含量为32.3%的水性聚氨酯257.9g，转入到500ml烧杯中备用； (3)、将六偏磷酸钠IOg溶于50g水中，加入纳米氧化锌3.5g、邻羟基苯甲酸苯酯1.5g、单苯甲酸间苯二酚酯1.5g、丁基羟基茴香醚1.25g、乙二胺四乙酸1.25g，剪切乳化速度950r/min,乳化时间45min,得纳米乳液备用； (4)、加入纳米乳液25.0g于亲水性聚氨酯中，在pH为7的条件下剪切搅拌50min，得到耐光性水性聚氨酯。实例四 (1)、在装有搅拌浆、温度计、冷凝管的500ml的四口烧瓶中，将聚四氢呋喃醚二醇10.0g与六亚甲基二异氰酸酯47.2g混合，在二月桂酸二丁基锡催化剂0.16g存在的条件下，于80°C下搅拌反应3h，得到57.0g聚氨酯预聚体； (2)、向聚氨酯预聚体中加入·亲水扩链剂二轻甲基丁酸5.25g,搅拌反应时间为60min,加入三羟甲基丙烷0.34g进行交联，搅拌反应时间为50min，加入丁酮溶剂17.lg，于80°C条件下搅拌反应3.5h，加入三乙胺3.58g进行中和，搅拌反应50min，加水150g进行乳化，得固含量为28.4%的亲水性聚氨酯233本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐光性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：（1)、在二月桂酸二丁基锡催化剂存在的条件下，按NCO/OH?的摩尔比为1.6:1~4.0:1，将聚四氢呋喃醚二醇与二异氰酸酯混合，于70~90℃下搅拌反应2~4h，得到聚氨酯预聚体A；所述催化剂用量为聚四氢呋喃醚二醇与二异氰酸酯总重量的0.15~0.4％；（2)、向A中加入羧基含量为A重量1.5~4.2％的亲水扩链剂，搅拌反应时间为30~60min，施加A重量0.2~0.8%的多羟基化合物进行交联，搅拌反应时间为30min，加入A重量10~30％的丁酮，于70~90℃条件下搅拌反应1.0~3.5h，按COOH/NH2?的摩尔比为0.5:1~1.4:1，加入三乙胺进行中和，搅拌反应40~60min，加水进行乳化，形成一种亲水的聚氨酯B备用；（3)、将乳化剂10g溶于50g水中，加入纳米材料2~5g、紫外吸收剂1~5g、抗氧化剂2~3g，剪切搅拌乳化，搅拌速度400~1500r/min，乳化30~60min，得纳米乳液备用；（4）、加入B固含量20~40%的纳米乳液于B中，在pH为7的条件下剪切搅拌40~60min，得到耐光性水性聚氨酯C。

【技术特征摘要】
1.一种耐光性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于: (1)、在二月桂酸二丁基锡催化剂存在的条件下，按NCO/OH的摩尔比为1.6:广4.0:1，将聚四氢呋喃醚二醇与二异氰酸酯混合，于7(T90°C下搅拌反应2 4h，得到聚氨酯预聚体A ;所述催化剂用量为聚四氢呋喃醚二醇与二异氰酸酯总重量的0.15^0.4% ； (2)、向A中加入羧基含量为A重量1.5 4.2%的亲水扩链剂，搅拌反应时间为3(T60min，施加A重量0.2^0.8%的多羟基化合物进行交联，搅拌反应时间为30min，加入A重量10 30%的丁酮，于7(T90°C条件下搅拌反应1.(Γ3.5h，按COOH/NH2的摩尔比为0.5: f1.4:1，加入三乙胺进行中和，搅拌反应4(T60min，加水进行乳化，形成一种亲水的聚氨酯B备用； (3)、将乳化剂IOg溶于50g水中，加入纳米材料2 5g、紫外吸收剂I飞g、抗氧化剂2 3g，剪切搅拌乳化，搅拌速 度40(Tl500r/min，乳化3(T60min，得纳米乳液备用； (4)、加入B固含量20 40%的纳米乳液于B中，在pH为7的条件下剪切搅拌4(T60min，得到耐光性水性聚氨酯C。2.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：段宝荣，高龙，宋宇，
申请(专利权)人：段宝荣，
类型：发明
国别省市：