CN105646841A

CN105646841A - 一种非离子型水性ipdi聚氨酯固化剂的制备方法

Info

Publication number: CN105646841A
Application number: CN201410657845.8A
Authority: CN
Inventors: 许钧强; 康伦国; 姚东生; 阳京辉
Original assignee: Shaoguan Union Chemical Co Ltd; Union Foshan Chemical Co Ltd
Current assignee: ZHAOQING GUOTU NEW MATERIAL Co.,Ltd.
Priority date: 2014-11-18
Filing date: 2014-11-18
Publication date: 2016-06-08
Anticipated expiration: 2034-11-18
Also published as: CN105646841B

Abstract

本发明涉及一种非离子型水性IPDI聚氨酯固化剂的制备方法，主要由IPDI三聚体、低分子量聚醚多元醇和惰性溶剂组成；本发明制得的一种非离子型水性IPDI聚氨酯固化剂，不含芳烃、不含乙二醇醚类、不含烷基酚，具有环保、抗划伤好、透明性好、耐化学品优、耐污染性强、耐变黄性好等特点；与水性羟基组分配制的聚氨酯漆具有高硬度、高透明性，漆膜抗划伤好、流平性好，丰满度高、相溶性好等特点，广泛用于水性木器漆、水性工业漆、水性塑胶漆等各种双组分水性聚酯漆、水性聚氨酯漆、水性环氧漆、水性醇酸漆、水性聚氨酯胶水等专用固化剂。

Description

一种非离子型水性IPDI聚氨酯固化剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种水性聚氨酯固化剂的制备方法，尤其涉及到一种非离子型水性IPDI聚氨酯固化剂。

背景技术

中国改革开放30年来，环境恶化的问题已经逐渐显现出来。经过环境部门和专家考证，汽车尾气、VOC、还有扬尘等主要污染源，是引发雾霾天气的主要原因，而主要污染源中，涂料及涂装行业的VOC排放量占到VOC总排放量的1/4以上；中国VOC年排放量超过2000万吨，是美国的2倍，欧盟的3倍。近期全国普降雾霾，全社会对于绿色生产、绿色产品的发展均格外重视，政府也对这些产业出台相当严格的规定，作为绿色产品的代表之一，水性涂料是未来的发展方向，是众望所归；近来水性漆行业开始复苏活跃，显示出一片“春意盎然”景象。

水性涂料中最具代表性的双组分水性聚氨酯涂料，它不含或含很少量的有机溶剂，粒径小于0.1nm，具有较好的分散稳定性，不仅保留了传统的溶剂型聚氨酯涂料的一些优良性能，而且还具有成膜温度低、附着力强、耐磨性好、硬度大以及耐化学品、耐候性好等优越性能，广泛作为工业防护、木器家具、玻璃制品、数码产品和汽车涂料。水性双组分聚氨酯涂料将双组分溶剂型聚氨酯涂料的高性能和水性涂料的低VOC含量相结合，成为涂料工业的研究热点。水性双组分聚氨酯涂料是由含(-OH)基的水性多元醇和含(-NCO)基的低粘度多异氰酸酯固化剂组成，其涂膜性能主要由羟基树脂的组成与结构和固化剂决定的。

目前，市场上常用的聚氨酯固化剂大多为溶剂型的，水性聚氨酯固化剂基本上是国外公司如Bayer、Rhodia等生产的，价格昂贵，成本高，是水性漆难以推广的主要原因，开发国产化低成本的水性聚氨酯固化剂成为国内涂料行业的首选。

CN102167798B发明公开一种水性聚氨酯固化剂和与该水性聚氨酯固化剂搭配使用的水性聚氨酯分散体，该水性聚氨酯固化剂，由70～73％的异佛尔酮二异氰酸酯、8～9％的聚乙二醇单丁醚、0.1～0.5％的2、4、6-三(二甲氨基甲基)苯酚和18～21％的丙酮组成；该发明的水性聚氨酯固化剂可实现水性聚氨酯涂料的高性能，其漆膜的各项性能指标与油性类相当；但该发明用IPDI单体活性大，反应难以控制，单体中NCO先与聚乙二醇单丁醚参与反应，生成的产物复杂，二聚体、三聚体、聚醚分散体都有，因此制得的固化剂NCO含量很低，对成漆漆膜的性能不利。

发明内容

本发明旨在提供一种非离子型水性IPDI聚氨酯固化剂的制备方法。

为了解决上面所述的技术问题，本发明采取以下技术方案：本发明涉及一种非离子型水性IPDI聚氨酯固化剂的制备方法，包括以下组分：IPDI三聚体60～90％、低分子量聚醚多元醇5～20％、惰性溶剂10～25％；所述的IPDI三聚体选用NCO含量为12.0～17.0％、固含量为70～90％异佛尔酮二异氰酸酯三聚体(溶剂为PMA)；所述的低分子量聚醚多元醇要求不含水，选用Mr600～1000的聚乙二醇、Mr600～1000的聚乙二醇单甲醚、Mr600～1000的聚乙二醇单丁醚、Mr1000的聚氧化丙烯二醇的一种或其组合；所述的惰性溶剂要求不含水，选用二乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇乙醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯的一种或其组合。

本发明提出一种非离子型水性IPDI聚氨酯固化剂的制备方法，其制备工艺如下：预先对聚醚多元醇、惰性溶剂进行除水干燥处理后备用；在合成釜中，按配方量加入IPDI三聚体、惰性溶剂，加热溶解后，加入低分子量聚醚多元醇，通入N₂保护，在50～60℃反应1hr后，在80～90℃保持恒温反应2～4hr，冷却过滤即制得一种含固量60～80％、NCO含量为7.0～10.0％、粘度为2500～4000mPa·s的非离子型水性IPDI聚氨酯固化剂。

本发明制得的非离子型水性IPDI聚氨酯固化剂，不含芳烃、不含乙二醇醚类、不含烷基酚；具有环保、抗划伤好、透明性好、耐化学品优、耐污染性强、耐变黄性好等特点。与水性羟基组分配制的聚氨酯漆具有高硬度、高透明性，漆膜抗划伤好、流平性好，丰满度高、相溶性好等特点，是用于水性木器漆、水性工业漆、水性塑胶漆等各种双组分水性聚酯漆、水性聚氨酯漆、水性环氧漆、水性醇酸漆、水性聚氨酯胶水等专用固化剂。

具体实施方式

实施例1：

在合成釜中，加入25份已干燥的丙二醇甲醚醋酸酯、66份90％IPDI三聚体(NCO含量15.2％)加热溶解后，缓慢加入9份聚乙二醇单丁醚(Mr1000)，通入N₂保护，在50～60℃反应1hr后，在85～90℃保持恒温反应3hr，冷却过滤即制得一种含固量为70％、NCO含量为9.3％、粘度为2800mPa·s的非离子型水性IPDI聚氨酯固化剂。

实施例2：

在合成釜中，加入15份已干燥的丙二醇甲醚醋酸酯，75份80％IPDI三聚体(NCO含量13.6％)加热溶解后，再加入10份聚乙二醇(Mr1000)通入N₂保护，在60℃反应1hr后，在90℃保持恒温反应3hr，冷却过滤即制得一种含固量为70％、NCO含量为8.7％、粘度为3300mPa·s的非离子型水性IPDI聚氨酯固化剂。

实施例3：

在合成釜中，加入6份已干燥的丙二醇甲醚醋酸酯、85份70％IPDI三聚体(NCO含量12.0％)加热，分别加入5份聚乙二醇单甲醚(Mr600)和4份聚氧化丙烯二醇(Mr1000)，通入N₂保护，在60℃反应1hr后，在90℃保持恒温反应3hr，冷却过滤即制得一种含固量为70％、NCO含量为8.2％、粘度为3400mPa·s的非离子型水性IPDI聚氨酯固化剂。

实施例4：

上述实施例1、2、3中的水性IPDI聚氨酯固化剂作为乙组分，用于制备双组分水性木器聚氨酯亮光清漆的甲组分配方如下：水性羟基-聚氨酯分散体86、底材润湿剂0.2、流平剂0.2、消泡剂0.2、增稠剂0.5、防腐剂0.2、成膜助剂4.0、PH调节剂0.2、水8.5；甲组分:乙组分＝100:15～20。

对本发明的水性IPDI聚氨酯固化剂用于双组分水性木器聚氨酯亮光清漆的基本性能，按照国家相关标准进行检测，测试结果如表1所示。

表1双组分水性木器聚氨酯亮光清漆基本性能测试结果

实施例5：

水性双组分醇酸漆的制备：甲组分配方如下：水性醇酸树脂70、分散剂1.3、填料及钛白粉18、底材润湿剂0.1、流平剂0.2、消泡剂0.2、增稠剂0.5、防腐剂0.2、成膜助剂3.0、PH调节剂0.2、水9.0；甲组分:乙组分＝100:12～18。

对本发明的水性IPDI聚氨酯固化剂用于水性双组分醇酸漆的基本性能，按照国家相关标准进行检测，测试结果如表2所示。

表2水性双组分醇酸漆基本性能测试结果

尽管本发明已作了详细说明并引证了实施例，但对于本领域的普通技术人员，显然可以按照上述说明而做出的各种方案、修改和改动，都应该包括在权利要求的范围之内。

Claims

1.一种非离子型水性IPDI聚氨酯固化剂，其特征在于：其组成为：IPDI三聚体60～90％、低分子量聚醚多元醇5～20％、惰性溶剂10～25％；所述的IPDI三聚体选用NCO含量为12.0～17.0％、固含量为70～90％异佛尔酮二异氰酸酯三聚体(溶剂为PMA)；所述的低分子量聚醚多元醇要求不含水，选用Mr600～1000的聚乙二醇、Mr600～1000的聚乙二醇单甲醚、Mr600～1000的聚乙二醇单丁醚、Mr1000的聚氧化丙烯二醇的一种或其组合；所述的惰性溶剂要求不含水，选用二乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇乙醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯的一种或其组合。

2.一种如权利要求1所述的一种非离子型水性HDI聚氨酯固化剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法，预先对聚醚多元醇、惰性溶剂进行除水干燥处理后备用；在合成釜中，按配方量加入IPDI三聚体、惰性溶剂，加热溶解后，加入低分子量聚醚多元醇，通入N₂保护，在50～60℃反应1hr后，在80～90℃保持恒温反应2～4hr，冷却过滤即制得一种含固量60～80％、NCO含量为7.0～10.0％、粘度为2500～4000mPa·s的非离子型水性IPDI聚氨酯固化剂。