CN109651585A - 一种端羟基聚氨酯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种端羟基聚氨酯，包括以下原料组份，以重量份数计为，大分子量二元醇10‑58份；多元醇0‑34份；聚醚二醇0‑17份；催化剂0.08‑0.2份；异氰酸酯18.8‑23.3份；溶剂10.82‑23份。本发明通过引入大分子量的二元醇，大分子量的二元醇和异氰酸酯合成含有大量的氨酯键的树脂，酯氨键不易水解，化学稳定性好。将本发明的端羟基聚氨酯树脂与传统的聚氨酯固化剂配合使用，经交联固化后，漆膜中酯键的数量极大的降低，有效的提高了漆膜的耐水性和耐化学性能。

Description

一种端羟基聚氨酯及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种端羟基聚氨酯及其制备方法。
背景技术
传统的双组份聚酯-聚氨酯涂料，是由聚酯树脂提供羟基，聚氨酯固化剂提供异氰酸酯基团，在成膜过程中，羟基与异氰酸酯基团加成缩合形成氨酯键而交联固化。聚酯树脂为漆膜提拱了较好装饰性能；聚氨酯固化剂中含有大量氨酯键，在高聚物分子间能形成的氢键，使漆膜具有好的韧性和耐水耐化学等性能。但是，传统的聚酯树脂以多元醇、多元酸或加入脂肪酸改性，经酯化反应脱水缩合，再溶于有机溶剂中制得的粘稠状树脂，由于聚酯树脂通过酯化反应缩合得到的分子中含有大量的酯键，酯键较之氨酯键更易水解且化学稳定性差，使得漆膜的耐水、耐化学性较差。
发明内容
本发明的目的在于：解决上述现有技术中的不足，提供一种端羟基聚氨酯及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种端羟基聚氨酯，包括以下原料组份，以重量份数计为，
大分子量二元醇 10-58份；
多元醇 0-34份；
聚醚二醇 0-17份；
催化剂 0.08-0.2份；
异氰酸酯 18.8-23.3份；
溶剂 10.82-23份。
进一步的，所述大分子量二元醇为4,4’-(β,β’-二羟基二丙氧苯基)-2,2-丙烷、4,4’-(β,β’-二羟乙基苯基)-2,2-丙烷中的一种或两种的混合。
进一步的，所述的多元醇为三羟甲基丙烷、二缩(1,1,1-三羟甲基丙烷)中的一种或两种的混合。
进一步的，所述聚醚二醇为聚氧化乙烯二醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化乙烯-氧化丙烯共聚二醇、聚四氢呋喃醚二醇中的一种或多种的混合。
进一步的，所述聚氧化乙烯二醇分子量为400-8000，所述聚氧化丙烯二醇分子量为400-8000，所述聚氧化乙烯-氧化丙烯共聚二醇的分子量为400-8000，所述聚四氢呋喃醚二醇的分子量为250-3000。
进一步的，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、异辛酸铋中一种或两种的混合。
进一步的，所述异氰酸酯为2，4－甲苯二异氰酸酯、2，6－甲苯二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、二苯甲烷-4,4ˊ-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、异氰酸酯正丁酯中的一种或多种的混合。
进一步的，所述溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇二甲醚中的一种或多种的混合。
进一步的，包括按配比将所述大分子量二元醇、所述多元醇、聚醚二醇和催化剂加入到反应釜中，升温至50-60℃，恒温，在1-3h内，向反应釜内滴加异氰酸酯，保温1-3h，向反应釜中加入催化剂，保温1-3h，向反应釜中加入溶剂，搅拌稀释，降温。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明通过引入大分子量的二元醇，大分子量的二元醇和异氰酸酯合成含有大量的氨酯键的树脂，酯氨键不易水解，化学稳定性好。将本发明的端羟基聚氨酯树脂与传统的聚氨酯固化剂配合使用，经交联固化后，漆膜中酯键的数量极大的降低，有效的提高了漆膜的耐水性和耐化学性能。
具体实施方式
实施例1：
将4,4’-(β,β’-二羟基二丙氧苯基)-2,2-丙烷30g，4,4’-(β,β’-二羟乙基苯基)-2,2-丙烷28g，三羟甲基丙烷1.2g、二缩(1,1,1-三羟甲基丙烷)2.2g，分子量为500-600的聚氧化乙烯二醇4.4g投入反应釜，升温到50℃，保温，在50℃下恒温滴加16g 2，4－甲苯二异氰酸酯、2g 2，6－甲苯二异氰酸酯和5.3g异氰酸酯正丁酯的混合物，在1.5小时内滴加完成，滴完后在50℃下保温1小时，随后向反应釜中加入0.04g二月桂酸二丁基锡和0.04g异辛酸铋，继续保温维持1小时，加入5.5g丙二醇甲醚醋酸酯、5.32g丙二醇二甲醚，搅拌稀释，降温到30℃，得到聚氨酯树脂1号。
实施例2:
将4,4’-(β,β’-二羟基二丙氧苯基)-2,2-丙烷40g，三羟甲基丙烷0.8g，分子量为400-500的聚氧化乙烯二醇3g、聚氧化乙烯-氧化丙烯共聚二醇2g、聚四氢呋喃醚二醇6g、聚氧化丙烯二醇6g投入反应釜，升温到60℃保温,在60℃的恒温下，向反应釜中滴加7g二苯甲烷-4,4ˊ-二异氰酸酯、5g 1,6-己二异氰酸酯、7g异氰酸酯正丁酯的混合物，在1小时内滴加完成，滴完后在60℃下保温1小时，再向反应釜中加入催化剂：0.1g二月桂酸二丁基锡和0.1g异辛酸铋，继续在60℃保温1.5小时，加入23g丙二醇甲醚醋酸酯作为溶剂，搅拌稀释，降温到25℃，得聚氨酯树脂2号。
实施例3:
将4,4’-(β,β’-二羟乙基苯基)-2,2-丙烷20g，二缩(1,1,1-三羟甲基丙烷)20g、分子量为800-1000的聚氧化丙烯二醇PPG 17g投入反应釜，升温到50℃保温，在55℃下恒温滴加18g异佛尔酮二异氰酸酯和0.8g异氰酸酯正丁酯的混合物，在2小时内滴加完成，滴完后在55℃下保温1小时，加入0.1g二月桂酸二丁基锡作为催化剂，继续在55℃下保温1.5小时，随后向反应体系中加入20.1g丙二醇甲醚醋酸酯，搅拌稀释，降温到30℃，得聚氨酯树脂3号。
实施例4：
将4,4’-(β,β’-二羟基二丙氧苯基)-2,2-丙烷38g，4,4’-(β,β’-二羟乙基苯基)-2,2-丙烷20g，三羟甲基丙烷14g，二缩(1,1,1-三羟甲基丙烷)20g、分子量为1000-2000的聚氧化丙烯二醇PPG 10g，分子量为2000-3000的聚四氢呋喃醚二醇7g投入反应釜，升温到60℃保温，在60℃下恒温滴加18g二苯甲烷-4,4ˊ-二异氰酸酯和0.8g 2，4－甲苯二异氰酸酯的混合物，在2小时内滴加完成，滴完后在60℃下保温1小时，加入0.1g二月桂酸二丁基锡作为催化剂，继续在60℃下保温1小时，随后向反应体系中加入20.1g丙二醇甲醚醋酸酯，搅拌稀释，降温到25℃，得聚氨酯树脂4号。
实施例5：
将4,4’-(β,β’-二羟乙基苯基)-2,2-丙烷58g，二缩(1,1,1-三羟甲基丙烷)20g、分子量为1000-2000的聚氧化丙烯二醇PPG 17g投入反应釜，升温到60℃保温，在55℃下恒温滴加20g 2，4－甲苯二异氰酸酯和3g 2，4－甲苯二异氰酸酯的混合物，在3小时内滴加完成，滴完后在55℃下保温1小时，加入0.2g异辛酸铋作为催化剂，继续在55℃下保温1小时，随后向反应体系中加入10g丙二醇甲醚醋酸酯和13g丙二醇二甲醚，搅拌稀释，降温到25℃，得聚氨酯树脂5号。
实验例：
按下表的配方，将聚氨酯树脂1-5号制备成聚氨酯漆A组份。
表1聚氨酯漆A组份配方
原材料名称 规格 重量(％) 产地
聚氨酯树脂 -- 80.00 本实例制备
乙酸乙酯 工业级 19.60 国产
消泡剂 EFKA2720 0.20 荷兰埃夫卡
流平剂 EFKA3777 0.20 荷兰埃夫卡
按上述配方，依次向容器中加入聚氨酯树脂、乙酸乙酯、消泡剂和流平剂，以800转/分钟，分散容器内的混合物30分钟，得到聚氨酯漆A组份。其中，聚氨酯树脂分别为实施例1-5制备的聚氨酯树脂和传统的树脂。将制备的聚氨酯漆A组份分别记为1-5号A组份和对比例A组份。
制备施工漆液：将秤取50g上述制备的聚氨酯漆A组份，40g聚氨酯漆固化剂B组份和30g醋酸丁酯，搅拌混合均匀，得到施工漆液，将制备的施工漆液分别记为1-5号和对比例；将制得的漆液喷涂于马口铁片上，控制干膜厚度在35-40微米，喷涂后在25℃环境干燥72h，随后测试漆膜的性能，其结果如下表所示：
表2聚氨酯漆膜性能测试结果
从上述表中可以得出，与传统的聚氨酯树脂制备的漆膜(对比例)相比，本发明的实施例1-5的漆膜在耐水性测试过程中，实施例1-5的漆膜的耐水性均超过30天，而以传统的聚氨酯树脂制备的漆膜，在第20天时，漆膜失去光泽。在耐盐水测试中，实施例1-5的漆膜在30天内均无变化，而对比例的漆膜严重失光；在耐酸耐碱测试中，针对本发明的实施例1-5中，仅实施例2中的漆膜在耐酸测试时，在24h内出现轻微为失光，其余均无明显变化。而对比例中，耐酸测试时，漆膜出现了起泡，耐碱测试中，对比例中的漆膜轻微起泡；在耐二甲苯测试中，对比例中的漆膜在24h内发软，实施例1-5的漆膜没有变化。从上述实验结果中可以得出，本发明的实施例1-5制备的聚氨酯树脂应用到聚氨酯漆中，得到的聚氨酯漆膜具有优异的耐水性、耐酸、耐碱性。
将本发明的端羟基聚氨酯树脂与传统的聚氨酯固化剂配合使用，经交联固化后，漆膜中酯键的数量极大的降低，有效的提高了漆膜的耐水性和耐化学性能。

Claims (9)

1.一种端羟基聚氨酯，其特征在于：包括以下原料组份，以重量份数计为，
大分子量二元醇10-58份；
多元醇0-34份；
聚醚二醇0-17份；
催化剂0.08-0.2份；
异氰酸酯18.8-23.3份；
溶剂10.82-23份。
2.根据权利要求1所述的端羟基聚氨酯，其特征在于：所述大分子量二元醇为4,4’-(β,β’-二羟基二丙氧苯基)-2,2-丙烷、4,4’-(β,β’-二羟乙基苯基)-2,2-丙烷中的一种或两种的混合。
3.根据权利要求1所述的端羟基聚氨酯，其特征在于：所述的多元醇为三羟甲基丙烷、二缩(1,1,1-三羟甲基丙烷)中的一种或两种的混合。
4.根据权利要求1所述的端羟基聚氨酯，其特征在于：所述聚醚二醇为聚氧化乙烯二醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化乙烯-氧化丙烯共聚二醇、聚四氢呋喃醚二醇中的一种或多种的混合。
5.根据权利要求4所述的端羟基聚氨酯，其特征在于：所述聚氧化乙烯二醇分子量为400-8000，所述聚氧化丙烯二醇分子量为400-8000，所述聚氧化乙烯-氧化丙烯共聚二醇的分子量为400-8000，所述聚四氢呋喃醚二醇的分子量为250-3000。
6.根据权利要求1所述的端羟基聚氨酯，其特征在于：所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、异辛酸铋中一种或两种的混合。
7.根据权利要求1所述的端羟基聚氨酯，其特征在于：所述异氰酸酯为2，4－甲苯二异氰酸酯、2，6－甲苯二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、
二苯甲烷-4,4ˊ-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、异氰酸酯正丁酯中的一种或多种的混合。
8.根据权利要求1所述的端羟基聚氨酯，其特征在于：所述溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇二甲醚中的一种或多种的混合。
9.一种制备如权利要求1-8任一所述端羟基聚氨酯的制备方法，其特征在于：包括按配比将所述大分子量二元醇、所述多元醇、聚醚二醇和催化剂加入到反应釜中，升温至50-60℃，恒温，在1-3h内，向反应釜内滴加异氰酸酯，保温1-3h，向反应釜中加入催化剂，保温1-3h，向反应釜中加入溶剂，搅拌稀释，降温。
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