CN105936665A - 新型水可分散型聚氨酯交联剂及其制备方法 - Google Patents

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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/77—Polyisocyanates or polyisothiocyanates having heteroatoms in addition to the isocyanate or isothiocyanate nitrogen and oxygen or sulfur
    • C08G18/78—Nitrogen
    • C08G18/79—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/791—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates containing isocyanurate groups
    • C08G18/792—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates containing isocyanurate groups formed by oligomerisation of aliphatic and/or cycloaliphatic isocyanates or isothiocyanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04—Polyurethanes

Abstract

本发明公开了一种新型水可分散型聚氨酯交联剂及其制备方法；所述新型水可分散型聚氨酯交联剂包括如下重量份数的各原料组分：100％聚氨酯交联剂80‑85份，非离子表面活性剂7‑10份，阴离子表面活性剂7‑10份，催化剂0.2‑1份。本发明提供的水可分散型聚氨酯交联剂顺应绿色潮流，可以用在以水为载体的涂料、粘合机和合成革体系，既保证了材料性能，又有利于大众的身心健康，从而实现经济效益、社会效益和环境效益的多赢。

Description

新型水可分散型聚氨酯交联剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种新型水可分散型聚氨酯交联剂及其制备方法。
背景技术
聚氨酯交联剂广泛用于涂料、粘合剂和合成革行业，此种交联剂含有NCO基团通过与OH基团的化学反应交联形成网状结构，而大大提高相关材料的物理和化学性能；当前市场几乎100％使用溶剂型聚氨酯交联剂(溶剂一般是苯，甲苯，二甲苯，醋酸乙酯，醋酸丁酯，环已酮，丁酮等)，但是随着经济发展和我国人民生活的改善，对人民大众身心健康有严重破坏影响的传统溶剂型产品受到排斥，绿色环保的聚氨酯交联剂呼声日益高涨。
经检索目前市场上的水性聚氨酯交联剂主要是通过化学反应而接枝得聚醚型和磺酸盐型,此二种产品都必须通过高温化学反应，产品后期使用形成的交联度低。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种新型水可分散型聚氨酯交联剂及其制备方法，本发明提供的水可分散型聚氨酯交联剂顺应绿色潮流，可以用在以水为载体的涂料、粘合机和合成革体系，既保证了材料性能，又有利于大众的身心健康，从而实现经济效益、社会效益和环境效益的多赢。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种新型水可分散型聚氨酯交联剂，包括如下重量份数的各原料组分：
优选地，所述100％聚氨酯交联剂是无溶剂型100％固含的六次亚甲基二异氰酸酯聚合的产物，具体如ASAHITPA-100、BASF HI-100或RHODIA HDT等。
优选地，所述非离子表面活性剂是脂肪醇聚氧乙稀醚，具体选自触媒SOFTANOT、陶氏化学S系列或BASF的TO系列。
优选地，所述阴离子表面活性剂是羧酸型、黄酸型、硫酸制型、磷酸酯型中的至少一种，具体选自陶氏化学DOWFAX2A1或TRITON H66，HUNTSMAN的EMPIMIN OT-75或RHODIA CO-436。
优选地，所述催化剂是金属羧酸盐，选自OMG的BORCHI KAT22或BORCHI KAT315。
第二方面，本发明提供一种所述新型水可分散型聚氨酯交联剂的制备方法，包括如下步骤：
将非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、催化剂混合均匀；然后加入100％聚氨酯交联剂，再次混合均匀，出料，即得所述新型水可分散型聚氨酯交联剂。
优选地，所述混合均匀的条件为：35-55℃、60-120转/分钟；温度过高会导致产品变色,搅拌速度不能太高或者太低,否则乳化剂分散不均或者分散体系不稳定。
优选地，加入100％聚氨酯交联剂的条件为：惰性气体保护下、1000-1500转/分钟。
进一步地，所述惰性气体为氦气、氩气、氖气等。
优选地，所述再次混合均匀需要的时间为40-60分钟。
综上，本发明提供的水可分散聚氨酯交联剂，是以100％聚氨酯交联剂为基材，配合合适的非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂通过合适的物理方法剪切混合而成。该水可分散聚氨酯交联剂可以在水中分散，形成均一稳定的分散体，与水性树脂混合后，生成化学键网状体系，从而提高材料的物理化学性能。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、用水代替甲苯，二甲苯，醋酸乙酯等有机溶剂，使最终销费者身心健康得到保证；
2、生产和施工人员大大减少接触有机溶剂，避免了专业人员职业病发生；
3、水作为载体，不存在易燃易爆问题，危险品变为非危险品；
4、减少了有机物的排放，减轻了我们赖以生存环境的压力；
5、不使用溶剂，也减轻了我们对不可再生石油的依赖；
6、长期看随着消费量的增加，水作为载体的材料成本更低；
7、本发明的产品只是通过物理混合,而且不降低交联密度,以这种产品作为交联剂的体系必然具有更高的物化性能；而且生产过程中由于没有化学反应,更易操作和控制反应过程。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1-8
实施例1-8提供了新型水可分散型聚氨酯交联剂及其制备方法：
具体原料组分及重量份数如下表1所示；
制备方法具体包括：首先将非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和催化剂在35-55℃、60-120转/分钟下搅拌均匀，然后氮气保护环境下和1000-1500转/分钟搅拌速度下加入100％聚氨酯交联剂，搅拌40-60分钟出料，即得。
性能测试：对实施例1-8制备得到的新型水可分散型聚氨酯交联剂的性能进行检测，检测结果见表2，通常情况下,涂料粘合剂合成革使用者关注聚氨酯粘合剂3个方面的性能,一是是否能与水性含OH基团的树脂形成稳定的混合体系；二是产品本身在自然放置下的储存稳定性；三是最终涂膜得硬度和耐化学品性能.
发明人用此水性聚氨酯交联剂与含羟基的水性丙烯酸树脂做成室内装修用水性木器涂料,根据中华人民共和国国家标准GB/T23999-2009<<室内装饰装修用水性木器涂料>>的检测标准进行比较,由表2可知，此水性环保涂料在稳定性,硬度附着力,耐化学品性能大大超过国标规定的指标。
表1
表2
从表2中发明人对水性聚氨酯交联剂的水分散性效果进行了2个测试评价,一是与水性树脂混合后的透光性,透光性越大,产品混溶性越好；二是混合后的活化期,活化期时间越长,产品越适合水性环保涂料体系；但是如果透光性好往往有更好的亲水性,不利于涂料产品体系的稳定性,如何平衡透光性和活化期的二者关系是一个控制的关键点。
另外,有好的亲水分散性一般来讲耐醇耐甲苯等耐性会降低,在本发明测试中,发明人选择了行业内最苛刻的溶剂丁酮作为测试标准,从数据看,基本可以达到市场上溶剂型体系的标准。
对比例1-5
对比例1-5是实施例1的对比例，对比之处见表3，性能测试见表4。
表3
表4
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种新型水可分散型聚氨酯交联剂，其特征在于，包括如下重量份数的各原料组分：
2.根据权利要求1所述的新型水可分散型聚氨酯交联剂，其特征在于，所述100％聚氨酯交联剂具体为无溶剂型100％固含的六次亚甲基二异氰酸酯聚合的产物。
3.根据权利要求1所述的新型水可分散型聚氨酯交联剂，其特征在于，所述非离子表面活性剂具体为脂肪醇聚氧乙稀醚。
4.根据权利要求1所述的新型水可分散型聚氨酯交联剂，其特征在于，所述阴离子表面活性剂是羧酸型、黄酸型、硫酸制型、磷酸酯型中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的新型水可分散型聚氨酯交联剂，其特征在于，所述催化剂具体为金属羧酸盐。
6.一种根据权利要求1至5任一项所述的新型水可分散型聚氨酯交联剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、催化剂混合均匀；然后加入100％聚氨酯交联剂，再次混合均匀，出料，即得所述新型水可分散型聚氨酯交联剂。
7.根据权利要求6所述的新型水可分散型聚氨酯交联剂的制备方法，其特征在于，所述混合均匀的条件为：35-55℃、60-120转/分钟。
8.根据权利要求6所述的新型水可分散型聚氨酯交联剂的制备方法，其特征在于，加入100％聚氨酯交联剂的条件为：惰性气体保护下、1000-1500转/分钟。
9.根据权利要求8所述的新型水可分散型聚氨酯交联剂的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氦气、氩气或氖气。
10.根据权利要求6所述的新型水可分散型聚氨酯交联剂的制备方法，其特征在于，所述再次混合均匀需要的时间为40-60分钟。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101600750A (zh) * 2006-09-22 2009-12-09 佩什托普法国公司 多异氰酸酯组合物用于具有提高的亮度的涂料的用途
CN102952041A (zh) * 2011-08-25 2013-03-06 山东轻工业学院 一种聚氨酯交联改性的丙烯酸酯弹性乳液及其制备方法
CN103980215A (zh) * 2014-05-23 2014-08-13 中国科学院长春应用化学研究所 一种水性聚氨酯丙烯酸酯低聚体、其制备方法和水性紫外光固化涂料

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