CN113817133A - 可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体及其制备方法和应用,包括以下质量份数:聚醚二元醇10~20份、二异氰酸酯0.84~2.5份、二元醇0.1~0.45份、有机金属催化剂0.001~0.006份、二元羟基酮0.1~0.5份、一元羟酮类单体0.3~0.58份、水20~60份、酰肼单体1~4份。本发明的可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体,聚醚二元醇与二异氰酸酯发生预聚反应,形成亲水性醚键,由于醚键的高度亲水,使得聚氨酯分散体无需胺中和即可实现水性化。一元羟酮类单体提高了分子链中酮基的含量,有助于提高聚氨酯分散体形成的涂膜的交联网络的均匀性,以及增加涂膜应力的耗散,从而进一步提高涂膜的力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及聚氨酯分散体领域,特别地,涉及一种可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体。此外,本发明还涉及一种包括上述可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体的制备方法和应用。
背景技术
水性聚氨酯树脂由于其独特的自润湿性、低VOC、附着力强、优异的力学性能以及耐化学品、耐候性好等优越性能得到了广泛关注,其性能优于或等同于溶剂型聚氨酯涂料。水性聚氨酯树脂的成膜机理分为物理交联或化学交联。物理交联的树脂也可称为热塑型树脂,主要为聚氨酯树脂中的氨基甲酸酯键及其他极性链段在玻璃化温度以下,依靠分子链间的氢键作用,形成物理交联点进而融合成膜。而化学交联成膜的水性聚氨酯可分为辐射固化或热固化,其涂膜性能主要由分子链中多元醇和异氰酸酯组分的组成和结构决定的。
国内关于水性聚氨酯树脂的制备专利较多,如专利:CN106220806A,CN1176130C,CN102093696B,其制备的原理基本上都是基于在分子链中引入阴离子基团或阳离子基团的方法来实现树脂的水性化,这些水性乳液或分散体由于基团中带有大量的离子基团,会给涂膜带来耐水性差,漆膜硬度低等缺点,最终导致涂膜性能难以达到溶剂型聚氨酯涂料的水平。并且在制备过程中,由于分子量的迅速增加,以及强极性基团之间的作用,往往需要加入许多助溶剂来调整反应黏度,虽然后期会有脱溶剂处理,但会使得制备过程繁琐,最终获得的产物水性聚氨酯树脂存在VOC排放及环保不达标的风险。
室温下物理交联的水性聚氨酯的成膜机理主要依靠的是聚合物大分子链之间的极性作用,所以其模量以及耐溶剂等性能会远低于化学交联成膜的水性聚氨酯树脂。而化学交联成膜的水性聚氨酯的成膜机理主要依靠的是如:羟基(-OH),氨基(-NH2),羧基(-COOH)以及不饱和双键等之间形成化学共价键,该过程是不可逆的,包括逐步聚合以及自由基聚合等,如专利:CN108912296A,而这些反应过程大多需要较高的温度或紫外固化设备以促进或引发反应,树脂在储存过程中还需要添加阻聚剂来延长储存时间,这些都不利于施工的简便。
发明内容
本发明提供了一种可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体及其制备方法和应用,以解决现有的水性聚氨酯形成的涂膜的耐水性差、硬度低、附着力不佳,以及存储稳定较低的技术问题。
本发明采用的技术方案如下:
一种可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体,包括以下质量份数:聚醚二元醇10~20份、二异氰酸酯0.84~2.5份、二元醇0.1~0.45份、有机金属催化剂0.001~0.006份、二元羟基酮0.1~0.5份、一元羟酮类单体0.3~0.58份、水20~60份、酰肼单体1~4份。
进一步地,聚醚二元醇10~15份、二异氰酸酯1.5~2.5份、二元醇0.1~0.2份、有机金属催化剂0.004~0.006份、二元羟基酮0.1~0.3份、一元羟酮类单体0.3~0.4份、水25~60份、酰肼单体1~3份。
进一步地,可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体的固含量为30%~50%;可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体的粘度为2800mPa·s~4000mPa·s(25℃)。
进一步地,聚醚二元醇采用聚乙二醇和/或聚丙二醇;和/或,二异氰酸酯采用甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯的一种;和/或,酰肼单体采用己二酸二酰肼或琥珀酸二酰肼。
进一步地,二元醇采用1,4-丁二醇、1,2-丙二醇、乙二醇、二乙二醇或1,6-己二醇中的一种;和/或,二元羟基酮采用二羟基丙酮或2,2'-二羟基苯酮;和/或,有机金属催化剂采用有机铋类催化剂或有机锡类催化剂,有机铋类催化剂采用异辛基铋、月桂酸铋或环烷酸铋中的一种,有机锡类催化剂采用二丁基二月桂酸锡或辛酸亚锡;和/或,一元羟酮类单体采用4-羟基-3-己酮或1-(2-氨基-5-羟基苯基)丙-1-酮。
根据本发明的另一方面,还提供了一种上述可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体的制备方法,包括以下步骤:
S1、将聚醚二元醇在真空条件下,加热并搅拌脱水,降温,在通入保护气体下加入二异氰酸酯进行预聚反应,获得混合物a;
S2、向步骤S1的混合物a中加入二元醇和部分有机金属催化剂,保温进行第一次扩链反应,再加入二元羟基酮,保温进行第二次扩链反应,获得混合物b,或者,
向步骤S1的混合物a中加入二元醇,保温进行第一次扩链反应,再加入二元羟基酮和部分有机金属催化剂,保温进行第二次扩链反应,获得混合物b;
S3、将步骤S2中的混合物b升温,加入一元羟酮类单体和剩余有机金属催化剂,保温进行封端,获得聚氨酯树脂;
S4、将步骤S3中的聚氨酯树脂降温,加水和酰肼单体分散乳化,获得可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体。
进一步地,步骤S4中加水和酰肼单体分散乳化的具体步骤包括:在搅拌转速率为1000rpm~2000rpm条件下,先将聚氨酯树脂与水分散乳化,分散的时间为20min~40min,再加入酰肼单体继续分散,分散的时间为10min~20min;聚氨酯树脂降温的温度为50℃~70℃。
进一步地,步骤S1中,加热的温度为95℃~105℃,搅拌脱水1h~2h,降温的温度为60℃~90℃,反应的时间为1h~2h;步骤S2中,保温的温度为60℃~90℃,第一次扩链反应的时间为0.5h~1.5h,第二次扩链反应的时间为1.5h~3h。
进一步地,步骤S3中,升温的温度为80℃~90℃,封端的时间为1h~3h。
根据本发明的另一方面,还提供了一种上述可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体在3C产品中的应用。
本发明具有以下有益效果:
本发明的可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体,包括聚醚二元醇、二异氰酸酯、二元醇、有机金属催化剂、二元羟基酮、一元羟酮类单体、水、酰肼单体。其中,聚醚二元醇与二异氰酸酯发生预聚反应,通过直接引入大分子类非离子型聚醚至聚氨酯链段中,形成亲水性醚键,由于醚键的高度亲水,使得聚氨酯分散体无需胺中和即可实现水性化。同时,在存储及使用过程中,配方中pH值的变化对聚氨酯分散体的稳定性无影响,以使得聚氨酯分散体的存储稳定性比阴离子型水性树脂高,也进一步扩大聚氨酯分散体的应用范围。采用一元羟酮类单体进行封端,通过酮基与酰肼在室温下发生酰肼反应生成腙,从而达到固化交联。而且,一元羟酮类单体的加入使得酮基分布均匀,也提高了分子链中酮基的含量,有助于提高聚氨酯分散体形成的涂膜的交联网络的均匀性,以及增加涂膜应力的耗散,从而进一步提高涂膜的力学性能,且明显高于其他种类的可自交联聚氨酯树脂。
本发明的可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体的制备方法,采用逐步聚合的方法,即预聚、扩链、封端方式制备获得聚氨酯分散体,在预聚过程中通过引入非离子型聚醚二元醇形成亲水性醚键,从而替代小分子羧酸类单体,不仅可以改善聚氨酯分散体氨味过重,涂膜耐水性差等问题,还可以提高后期聚氨酯分散体的存储稳定性。上述整个反应过程粘度较低,无需外加溶剂调整反应粘度,操作生产过程更加简便,更绿色环保。另外,上述聚氨酯分散体的制备方法,制备步骤简单易于操作,使用的原材料的种类少,节省成本,由于没有进行氨中和步骤,所以聚氨酯分散体无特殊异味,且不存在大量羧基,最终形成的涂膜耐水性显著优于阴离子型树脂,后期存储过程也不需要解决氨挥发所导致的稳定性下降的问题。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
本实施例的可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体,包括以下质量份数:聚醚二元醇10~20份、二异氰酸酯0.84~2.5份、二元醇0.1~0.45份、有机金属催化剂0.001~0.006份、二元羟基酮0.1~0.5份、一元羟酮类单体0.3~0.58份、水20~60份、酰肼单体1~4份。
本发明的可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体,包括聚醚二元醇、二异氰酸酯、二元醇、有机金属催化剂、二元羟基酮、一元羟酮类单体、水、酰肼单体。其中,聚醚二元醇与二异氰酸酯发生预聚反应,通过直接引入大分子类非离子型聚醚至聚氨酯链段中,形成亲水性醚键,由于醚键的高度亲水,使得聚氨酯分散体无需胺中和即可实现水性化。同时在存储及使用过程中配方中pH值的变化对聚氨酯分散体的稳定性无影响,以使得聚氨酯分散体的存储稳定性比阴离子型水性树脂高,也进一步扩大聚氨酯分散体的应用范围。采用一元羟酮类单体进行封端,通过酮基与酰肼在室温下发生酰肼反应生成腙,从而达到固化交联。而且,一元羟酮类单体的加入使得酮基分布均匀,也提高了分子链中酮基的含量,有助于提高聚氨酯分散体形成的涂膜的交联网络的均匀性,以及增加涂膜应力的耗散,从而进一步提高涂膜的力学性能,且明显高于其他种类的可自交联聚氨酯树脂。
上述可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体中,聚醚二元醇10~20份、二异氰酸酯0.84~2.5份、二元醇0.1~0.45份、有机金属催化剂0.004~0.006份、二元羟基酮0.1~0.5份、一元羟酮类单体0.3~0.58份、水20~60份、酰肼单体1~4份,各组分之间合理搭配,其中,分子链上的酮基含量影响后续的自交联固化过程,当酮基含量较低时,形成的涂膜交联密度低,导致涂膜发软、硬度低等缺点;当酮基含量过高时,交联程度过高,形成的涂膜发脆以及涂膜收缩率大,影响涂膜附着力。因此,经过前期的优化,最终获得上述各组分添加量。
优选地,聚醚二元醇10~15份、二异氰酸酯1.5~2.5份、二元醇0.1~0.2份、有机金属催化剂0.004~0.006份、二元羟基酮0.1~0.3份、一元羟酮类单体0.3~0.4份、水25~60份、酰肼单体1~3份。上述获得的可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体性能更优异。
本实施例中,可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体的固含量为30%~50%;可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体的粘度为2800mPa·s~4000mPa·s(25℃)。上述可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体的固含量为30%~50%,粘度为2800mPa·s~4000mPa·s(25℃),聚氨酯分散体的粘度低、固含高,更有利于后续涂料配方的调整,且在聚氨酯分散体的整个反应过程粘度较低,无需外加溶剂调整反应粘度,操作生产过程更加简便,更绿色环保,从而获得一种适宜于工业化生产应用的可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体。
本实施例中,聚醚二元醇采用聚乙二醇或聚丙二醇。和/或,二异氰酸酯采用甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯中的一种。和/或,酰肼单体采用己二酸二酰肼或琥珀酸二酰肼。优选地,聚醚二元醇采用数均分子量为2000的聚乙二醇。二异氰酸酯采用甲苯二异氰酸酯或异氟尔酮二异氰酸酯。酰肼单体采用己二酸二酰肼。
本实施例中,二元醇采用1,4-丁二醇、1,2-丙二醇、乙二醇、二乙二醇或1,6-己二醇中的一种。和/或,二元羟基酮采用二羟基丙酮或2,2'-二羟基苯酮。和/或,有机金属催化剂采用有机铋类催化剂或有机锡类催化剂,有机铋类催化剂采用异辛基铋、月桂酸铋或环烷酸铋中的一种,有机锡类催化剂采用二丁基二月桂酸锡或辛酸亚锡。和/或,一元羟酮类单体采用4-羟基-3-己酮或1-(2-氨基-5-羟基苯基)丙-1-酮。优选地,二元醇采用1,4-丁二醇。有机金属催化剂采用异辛基铋。一元羟酮类单体采用4-羟基-3-己酮或1-(2-氨基-5-羟基苯基)丙-1-酮进行封端,进一步提高了聚氨酯结构中酮的含量,使后期自交联过程中的交联点更多,形成的涂膜更加致密,硬度更高。
根据本发明的另一方面,还提供了一种上述可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体的制备方法,包括以下步骤:
S1、将聚醚二元醇在真空条件下,加热并搅拌脱水,降温,在通入保护气体下加入二异氰酸酯进行预聚反应,获得混合物a;
S2、向步骤S1的混合物a中加入二元醇和部分有机金属催化剂,保温进行第一次扩链反应,再加入二元羟基酮,保温进行第二次扩链反应,获得混合物b,或者,
向步骤S1的混合物a中加入二元醇,保温进行第一次扩链反应,再加入二元羟基酮和部分有机金属催化剂,保温进行第二次扩链反应,获得混合物b;
S3、将步骤S2中的混合物b升温,加入一元羟酮类单体和剩余有机金属催化剂,保温进行封端,获得聚氨酯树脂;
S4、将步骤S3中的聚氨酯树脂降温,加水和酰肼单体分散乳化,获得可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体。
本发明的可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体的制备方法,采用逐步聚合的方法,即预聚、扩链、封端方式制备获得聚氨酯分散体,在预聚过程中通过引入非离子型聚醚二元醇形成亲水性醚键,从而替代小分子羧酸类单体,不仅可以改善聚氨酯分散体氨味过重,涂膜耐水性差等问题,还可以提高后期聚氨酯分散体的存储稳定性。上述整个反应过程粘度较低,无需外加溶剂调整反应粘度,操作生产过程更加简便,更绿色环保。另外,上述聚氨酯分散体的制备方法,制备步骤简单易于操作,使用的原材料的种类少,节省成本,由于没有进行氨中和步骤,所以聚氨酯分散体无特殊异味,且不存在大量羧基。最终形成的涂膜耐水性优于阴离子型树脂,后期存储过程也不需要解决氨挥发所导致的稳定性下降的问题。
上述可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体的制备方法,为了引入可自交联的酮基,所以扩链分两步进行:第一次为小分子二元醇进行扩链,第二次为小分子二元羟基酮进行扩链。催化剂的使用是为了增加后期扩链发生完全。因此,催化剂即可以在第一次扩链过程中加入,也可以在第二次扩链过程中加入。优选地,S2、向步骤S1的混合物a中加入二元醇,保温进行第一次扩链反应,再加入二元羟基酮和部分有机金属催化剂,保温进行第二次扩链反应,获得混合物b。以数均分子量为2000或4000的聚乙二醇和异氟尔酮二异氰酸酯为例,先通过将活性较高的1,4-丁二醇参与扩链完全后,再引入二羟基丙酮参与扩链,使得获得的产物的分子链结构明确,并保证产物纯度,具体反应式如下所示:
本实施例中,步骤S4中加水和酰肼单体分散乳化的具体步骤包括:在搅拌转速率为1000rpm~2000rpm条件下,先将聚氨酯树脂与水分散乳化,分散的时间为20min~40min,再加入酰肼单体继续分散,分散的时间为10min~20min。聚氨酯树脂降温的温度为50℃~70℃。步骤S4为聚氨酯树脂能否成功乳化分散在水中的关键操作步骤,随着水加入到聚氨酯树脂中,树脂聚合物/水混合物会经历一个从油包水(W/O)到水包油(O/W)的转变,直至聚氨酯树脂分子链稳定分散在水介质当中。剪切速率越高即搅拌速率越大,使得上述的转变过程就越容易进行,为油包水到水包油的过程提供了强大的剪切力。低于上述搅拌转速率,会影响油包水(W/O)到水包油(O/W)的转变和聚氨酯树脂分子链在水介质中的稳定性。上述分散时间依据水分散体乳化的状态确定。可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体为透明或半透明乳白带蓝光。
本实施例中,步骤S1中,加热的温度为95℃~105℃,搅拌脱水1h~2h,降温的温度为60℃~90℃,反应的时间为1h~2h;步骤S2中,保温的温度为60℃~90℃,第一次扩链反应的时间为0.5h~1.5h,第二次扩链反应的时间为1.5h~3h。上述步骤S1中加热的温度主要依据聚醚二元醇和二异氰酸酯的化学活性确定,以使得在加热的温度为95℃~105℃条件下,聚醚二元醇和二异氰酸酯反应活性最高,从而使得预聚反应完全。上述聚醚二元醇活性加高,易于结晶,因此,预聚反应温度相对较低,也节省了设备的能耗。反应时间主要基于二异氰酸酯的浓度确定,即达到反应平衡状态。
本实施例中,步骤S3中,升温的温度为80℃~90℃,封端的时间为1h~3h。
根据本发明的另一方面,还提供了一种上述可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体在3C产品中的应用。将上述获得的可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体应用于3C产品上,可直接在3C产品的基材上进行涂覆,获得涂膜性能良好。
实施例
实施例1
可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体包括:
聚乙二醇2000 20g、异氟尔酮二异氰酸酯4.89g、1,4-丁二醇0.2g、月桂酸铋0.002g、二羟基丙酮0.25g、4-羟基-3-己酮1.63g、去离子水38g、己二酸二酰肼3g。
可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体的制备方法包括以下步骤:
S1、将乙醚二醇2000在真空条件下,加热至95℃,在搅拌转速率为2000rpm条件下搅拌脱水1h,降温至80℃,在通入氮气下加入异氟尔酮二异氰酸酯进行预聚反应1h,获得混合物a;
S2、向步骤S1的混合物a中加入1,4-丁二醇,在80℃保温30min进行第一次扩链反应,再加入二羟基丙酮和0.001g的月桂酸铋,保温1h进行第二次扩链反应,获得混合物b;
S3、将步骤S2中的混合物b升温至85℃,加入4-羟基-3-己酮和0.001g的月桂酸铋,保温1.5h进行封端,获得聚氨酯树脂;
S4、将步骤S3中的聚氨酯树脂降温至60℃,在搅拌转速率为2000rpm条件下,将聚氨酯树脂与水分散乳化,分散的时间为30min,再加入己二酸二酰肼继续分散15min,获得可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体。
实施例2
可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体包括:
聚乙二醇2000 20g、二苯基甲烷二异氰酸酯5.4g、1,4-丁二醇0.2g、月桂酸铋0.003g、二羟基丙酮0.25g、4-羟基-3-己酮1.63g、去离子水50g、琥珀酸二酰肼2.8g。
可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体的制备方法包括以下步骤:
S1、将聚醚二醇2000在真空条件下,加热至95℃,在搅拌转速率为2000rpm条件下搅拌脱水1h,降温至75℃,在通入氮气下加入二苯基甲烷二异氰酸酯进行预聚反应1h,获得混合物a;
S2、向步骤S1的混合物a中加入1,4-丁二醇,在75℃保温30min进行第一次扩链反应,再加入二羟基丙酮和0.0015g的月桂酸铋,保温1h进行第二次扩链反应,获得混合物b;
S3、将步骤S2中的混合物b升温至85℃,加入4-羟基-3-己酮和0.0015g月桂酸铋,保温1.5h进行封端,获得聚氨酯树脂;
S4、将步骤S3中的聚氨酯树脂降温至60℃,在搅拌转速率为1500rpm条件下,将聚氨酯树脂与去离子水分散乳化,分散的时间为20min,再加入琥珀酸二酰肼继续分散15min,获得可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体。
实施例3
可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体包括:
聚乙二醇4000 40g、六亚甲基二异氰酸酯3.7g、1,4-丁二醇0.3g、月桂酸铋0.002g、二羟基丙酮0.15g、4-羟基-3-己酮1.63g、去离子水30g、琥珀酸二酰肼2.8g。
可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体的制备方法包括以下步骤:
S1、将聚醚二醇4000在真空条件下,加热至95℃,在搅拌转速率为2000rpm条件下搅拌脱水1h,降温至80℃,在通入氮气加入六亚甲基二异氰酸酯进行预聚反应1h,获得混合物a;
S2、向步骤S1的混合物a中加入1,4-丁二醇,在80℃保温30min进行第一次扩链反应,再加入二羟基丙酮和0.001g的月桂酸铋,保温1h进行第二次扩链反应,获得混合物b;
S3、将步骤S2中的混合物b升温至85℃,加入4-羟基-3-己酮和0.001g的月桂酸铋,保温1.5h进行封端,获得聚氨酯树脂;
S4、将步骤S3中的聚氨酯树脂降温至60℃,在搅拌转速率为2000rpm条件下,将聚氨酯树脂与去离子水分散乳化,分散的时间为20min,再加入琥珀酸二酰肼继续分散20min,获得可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体。
将上述实施例1、2和3获得的可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体进行性能测试,以及,测试可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体室温固化后的涂膜性能。其中,涂膜制备方法包括:将可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体用玻璃棒刮涂在玻璃板上,通过在室温下自然干燥挥发至表干(大约2h),环境温度为27℃,湿度70%,进行附着力、硬度和60°光泽的检测。测试结果如表1所示。
表1 实施例1、2和3的性能测试结果
将上述实施例1、2和3获得的可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体的粘度低、固含高、储存稳定好,且可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体可直接在玻璃,ABS塑料,尼龙等物件上,室温条件下,自交联固化形成附着力好和硬度高的涂膜,且涂膜光泽度良好。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体,其特征在于,包括以下质量份数
聚醚二元醇10~20份、二异氰酸酯0.84~2.5份、二元醇0.1~0.45份、有机金属催化剂0.001~0.006份、二元羟基酮0.1~0.5份、一元羟酮类单体0.3~0.58份、水20~60份、酰肼单体1~4份。
2.根据权利要求1所述的可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体,其特征在于,
聚醚二元醇10~15份、二异氰酸酯1.5~2.5份、二元醇0.1~0.2份、有机金属催化剂0.004~0.006份、二元羟基酮0.1~0.3份、一元羟酮类单体0.3~0.4份、水25~60份、酰肼单体1~3份。
3.根据权利要求1或2所述的可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体,其特征在于,
所述可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体的固含量为30%~50%;
所述可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体的粘度为2800mPa·s~4000mPa·s(25℃)。
4.根据权利要求1或2所述的可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体,其特征在于,
所述聚醚二元醇采用聚乙二醇或聚丙二醇;和/或
所述二异氰酸酯采用甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯中的一种;和/或
所述酰肼单体采用己二酸二酰肼或琥珀酸二酰肼。
5.根据权利要求1或2所述的可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体,其特征在于,
所述二元醇采用1,4-丁二醇、1,2-丙二醇、乙二醇、二乙二醇或1,6-己二醇中的一种;和/或
所述二元羟基酮采用二羟基丙酮或2,2'-二羟基苯酮;和/或
所述有机金属催化剂采用有机铋类催化剂或有机锡类催化剂,所述有机铋类催化剂采用异辛基铋、月桂酸铋或环烷酸铋中的一种,所述有机锡类催化剂采用二丁基二月桂酸锡或辛酸亚锡;和/或
所述一元羟酮类单体采用4-羟基-3-己酮或1-(2-氨基-5-羟基苯基)丙-1-酮。
6.一种根据权利要求1至5任一项所述的可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将聚醚二元醇在真空条件下,加热并搅拌脱水,降温,在通入保护气体下加入二异氰酸酯进行预聚反应,获得混合物a;
S2、向步骤S1的混合物a中加入二元醇和部分有机金属催化剂,保温进行第一次扩链反应,再加入二元羟基酮,保温进行第二次扩链反应,获得混合物b,或者,
向步骤S1的混合物a中加入二元醇,保温进行第一次扩链反应,再加入二元羟基酮和部分有机金属催化剂,保温进行第二次扩链反应,获得混合物b;
S3、将步骤S2中的混合物b升温,加入一元羟酮类单体和剩余有机金属催化剂,保温进行封端,获得聚氨酯树脂;
S4、将步骤S3中的聚氨酯树脂降温,加水和酰肼单体分散乳化,获得可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体。
7.根据权利要求6所述的可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体的制备方法,其特征在于,
步骤S4中加水和酰肼单体分散乳化的具体步骤包括:
在搅拌转速率为1000rpm~2000rpm条件下,先将聚氨酯树脂与水分散乳化,分散的时间为20min~40min,再加入酰肼单体继续分散,分散的时间为10min~20min;
所述聚氨酯树脂降温的温度为50℃~70℃。
8.根据权利要求6所述的可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体的制备方法,其特征在于,
步骤S1中,加热的温度为95℃~105℃,搅拌脱水1h~2h,降温的温度为60℃~90℃,反应的时间为1h~2h;
步骤S2中,保温的温度为60℃~90℃,第一次扩链反应的时间为0.5h~1.5h,第二次扩链反应的时间为1.5h~3h。
9.根据权利要求6所述的可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体的制备方法,其特征在于,
步骤S3中,升温的温度为80℃~90℃,封端的时间为1h~3h。
10.一种根据权利要求1至5任一项所述的可室温自交联水性非离子型聚氨酯分散体在3C产品中的应用。
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