本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种防紫外线辐射的水性聚氨酯的制备方法。
背景技术：
人们对环保的意识越来越高，政策导向水性材料的进一步发展。但是，由于水性化过程导致材料的耐化学品性差，机械性能不足等缺点限制了水性材料的进一步应用。
传统的方法是将无机纳米材料与树脂、有机溶剂及各种助剂共混制成防辐射涂层，但这种无机物与有机高分子树脂共混得到的防辐射涂层存在相容性差，储存稳定性不足的问题，且在使用过程中无机物会发生迁移和渗出，稳定持久性差。
市面上的有机小分子防紫外线辐射的助剂多为有机化合物，在使用过程中需溶于有机溶剂，这对环境造成了一定的污染。
技术实现要素：
本发明提出一种防紫外线辐射的水性聚氨酯的制备方法，解决现有的防辐射涂层相容性差、储存稳定性不足的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：
一种防紫外线辐射的水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
(1)将50-80g大分子二元醇在100-110℃脱水0.5-1.0小时，再加入30-100g二异氰酸酯，在80-90℃反应2-4小时；
(2)加入5-30g亲水扩链剂i、1-20g防紫外线辐射小分子扩链剂、0-20g小分子二元醇扩链剂、0.05-0.25g辛酸亚锡、0.05-0.25g二月桂酸二丁基锡和20-50g溶剂丙酮，在70-80℃反应3-5小时；
(3)加入50-80g溶剂丙酮，加入3.5-20g三乙胺，中和3-5分钟；
(4)加入300-500g水，搅拌5-30分钟后，冷却至室温，将反应液通过减压蒸馏装置于60℃、真空条件下脱去溶剂丙酮，即得到阴离子防紫外线辐射的水性聚氨酯乳液。
其中，优选地，所述大分子二元醇为聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、聚己二酸-乙二醇酯二醇、聚己二酸-1,6-己二醇酯二醇、聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚四氢呋喃醚二元醇、聚丙二醇中的一种或几种。
其中，优选地，所述二异氰酸酯为二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中的一种或几种。
其中，优选地，所述亲水扩链剂i为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸。
其中，优选地，所述防紫外线辐射小分子扩链剂为4-二羟乙基氨基-2,2’-二羟基二苯甲酮、4-(1,3-二羟基丙氧基)-2,2’-二羟基二苯甲酮、4-(1,3-二羟基丙氧基)-2,3-二羟基二苯甲酮、(2,4-羟基苯)(4-(1,3-二羟基丙氧基)-2-羟基二苯甲酮、4-二羟乙基氨基-2-羟基苯-2,4-羟基二苯甲酮，结构式分别为：
其中，优选地，所述小分子二元醇扩链剂为乙二醇、1,4-丁二醇或一缩二乙二醇。
本发明的有益效果：
1.采用本发明方法制备的防紫外线辐射的水性聚氨酯，与具有防紫外线辐射的纳米材料/高分子共混物相比，具有防紫外线辐射官能团不易迁移、对环境友好和防紫外辐射性能持久稳定的特点。
2.采用本发明方法制备的防紫外线辐射的水性聚氨酯，将油溶性的紫外线吸收剂以化学键合的方式接入到水性聚氨酯中，可有效的提高水性聚氨酯薄膜耐黄变性能。
3.采用本发明方法制备的防紫外线辐射的水性聚氨酯，有效增加了紫外线吸收剂在体系中的加入量而不影响产品的机械性能，可有效的提高水性聚氨酯薄膜持久耐黄变性能。
4.采用本发明方法制备的防紫外线辐射的水性据聚氨酯可以广泛的应用于皮革涂饰、木器漆、胶黏剂行业。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种防紫外线辐射的水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
(1)将65g聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇在100-110℃脱水0.5小时，再加入65g二环己基甲烷二异氰酸酯，在80-90℃反应3小时；
(2)加入15g二羟甲基丙酸、10g防紫外线辐射小分子扩链剂、10g乙二醇扩链剂、0.15g辛酸亚锡、0.15g二月桂酸二丁基锡和35g溶剂丙酮，在70-80℃反应3-5小时；
(3)加入65g溶剂丙酮，加入10g三乙胺，中和4分钟；
(4)加入400g水，搅拌15分钟后，冷却至室温，将反应液通过减压蒸馏装置于60℃、真空条件下脱去溶剂丙酮，即得到阴离子防紫外线辐射的水性聚氨酯乳液。
其中，所述防紫外线辐射小分子扩链剂为4-二羟乙基氨基-2,2’-二羟基二苯甲酮、结构式为：
实施例2
本实施例提供一种防紫外线辐射的水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
(1)将50g聚己二酸新戊二醇酯二醇在100-110℃脱水1.0小时，再加入30g二环己基甲烷二异氰酸酯，在80-90℃反应4小时；
(2)加入5g二羟甲基丙酸、20g防紫外线辐射小分子扩链剂、0.25g辛酸亚锡、0.05g二月桂酸二丁基锡和50g溶剂丙酮，在70-80℃反应3小时；
(3)加入50g溶剂丙酮，加入20g三乙胺，中和3分钟；
(4)加入300g水，搅拌30分钟后，冷却至室温，将反应液通过减压蒸馏装置于60℃、真空条件下脱去溶剂丙酮，即得到阴离子防紫外线辐射的水性聚氨酯乳液。
其中，所述防紫外线辐射小分子扩链剂为4-(1,3-二羟基丙氧基)-2,2’-二羟基二苯甲酮结构式分别为：
实施例3
本实施例提供一种防紫外线辐射的水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
(1)将80g聚己二酸-乙二醇酯二醇在100-110℃脱水0.5小时，再加入100g异佛尔酮二异氰酸酯，在80-90℃反应2小时；
(2)加入30g二羟甲基丙酸、1g防紫外线辐射小分子扩链剂、20g乙二醇扩链剂、0.05g辛酸亚锡、0.25g二月桂酸二丁基锡和20g溶剂丙酮，在70-80℃反应5小时；
(3)加入80g溶剂丙酮，加入3.5g三乙胺，中和5分钟；
(4)加入500g水，搅拌5分钟后，冷却至室温，将反应液通过减压蒸馏装置于60℃、真空条件下脱去溶剂丙酮，即得到阴离子防紫外线辐射的水性聚氨酯乳液。
其中，所述防紫外线辐射小分子扩链剂为4-(1,3-二羟基丙氧基)-2,3-二羟基二苯甲酮，结构式分别为：
实施例4
本实施例提供一种防紫外线辐射的水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
(1)将60g聚己二酸-1,6-己二醇酯二醇在100-110℃脱水0.5小时，再加入40g异佛尔酮二异氰酸酯，在80-90℃反应3小时；
(2)加入5g二羟甲基丙酸、1g防紫外线辐射小分子扩链剂、0.05g辛酸亚锡、0.05g二月桂酸二丁基锡和20g溶剂丙酮，在70-80℃反应3时；
(3)加入50g溶剂丙酮，加入3.5g三乙胺，中和3分钟；
(4)加入300g水，搅拌5分钟后，冷却至室温，将反应液通过减压蒸馏装置于60℃、真空条件下脱去溶剂丙酮，即得到阴离子防紫外线辐射的水性聚氨酯乳液。
其中，所述防紫外线辐射小分子扩链剂为(2,4-羟基苯)(4-(1,3-二羟基丙氧基)-2-羟基二苯甲酮，结构式分别为：
实施例5
本实施例提供一种防紫外线辐射的水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
(1)将70g聚己内酯二元醇在100-110℃脱水1.0小时，再加入50g甲苯二异氰酸酯，在80-90℃反应4小时；
(2)加入30g二羟甲基丁酸、20g防紫外线辐射小分子扩链剂、20g1,4-丁二醇扩链剂、0.25g辛酸亚锡、0.25g二月桂酸二丁基锡和50g溶剂丙酮，在70-80℃反应5小时；
(3)加入80g溶剂丙酮，加入20g三乙胺，中和5分钟；
(4)加入500g水，搅拌30分钟后，冷却至室温，将反应液通过减压蒸馏装置于60℃、真空条件下脱去溶剂丙酮，即得到阴离子防紫外线辐射的水性聚氨酯乳液。
其中，所述防紫外线辐射小分子扩链剂为4-二羟乙基氨基-2-羟基苯-2,4-羟基二苯甲酮，结构式为：
实施例6
本实施例提供一种防紫外线辐射的水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
(1)将55g聚碳酸酯二元醇在100-110℃脱水1.0小时，再加入60g甲苯二异氰酸酯，在80-90℃反应4小时；
(2)加入18g二羟甲基丁酸、12g防紫外线辐射小分子扩链剂、15g一缩二乙二醇扩链剂、0.20g辛酸亚锡、0.21g二月桂酸二丁基锡和45g溶剂丙酮，在70-80℃反应4小时；
(3)加入60g溶剂丙酮，加入5g三乙胺，中和4分钟；
(4)加入400g水，搅拌10分钟后，冷却至室温，将反应液通过减压蒸馏装置于60℃、真空条件下脱去溶剂丙酮，即得到阴离子防紫外线辐射的水性聚氨酯乳液。
其中，所述防紫外线辐射小分子扩链剂为4-二羟乙基氨基-2-羟基苯-2,4-羟基二苯甲酮，结构式为：
实施例7
本实施例提供一种防紫外线辐射的水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
(1)将75g聚四氢呋喃醚二元醇在100-110℃脱水1.0小时，再加入40g二环己基甲烷二异氰酸酯和30g异佛尔酮二异氰酸酯，在80-90℃反应3小时；
(2)加入25g二羟甲基丁酸、12g防紫外线辐射小分子扩链剂、10g一缩二乙二醇扩链剂、0.10g辛酸亚锡、0.10g二月桂酸二丁基锡和35g溶剂丙酮，在70-80℃反应4小时；
(3)加入70g溶剂丙酮，加入15g三乙胺，中和4分钟；
(4)加入350g水，搅拌20分钟后，冷却至室温，将反应液通过减压蒸馏装置于60℃、真空条件下脱去溶剂丙酮，即得到阴离子防紫外线辐射的水性聚氨酯乳液。
其中，所述防紫外线辐射小分子扩链剂为4-二羟乙基氨基-2-羟基苯-2,4-羟基二苯甲酮，结构式为：
实施例8
本实施例提供一种防紫外线辐射的水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
(1)将65g聚丙二醇在100-110℃脱水0.5-1.0小时，再加入50g异佛尔酮二异氰酸酯和40g甲苯二异氰酸酯，在80-90℃反应3小时；
(2)加入25g二羟甲基丁酸、15g防紫外线辐射小分子扩链剂、15g一缩二乙二醇扩链剂、0.20g辛酸亚锡、0.05g二月桂酸二丁基锡和45g溶剂丙酮，在70-80℃反应4小时；
(3)加入75g溶剂丙酮，加入15g三乙胺，中和4分钟；
(4)加入450g水，搅拌25分钟后，冷却至室温，将反应液通过减压蒸馏装置于60℃、真空条件下脱去溶剂丙酮，即得到阴离子防紫外线辐射的水性聚氨酯乳液。
其中，所述防紫外线辐射小分子扩链剂为4-二羟乙基氨基-2-羟基苯-2,4-羟基二苯甲酮，结构式为：
性能测试：
对实施例1～8制得的防紫外线辐射的水性聚氨酯进行性能测试，其中，通过紫外光谱测试紫外线透过率、cr-10色差仪读取测试前后色值变化δe，来表征防紫外线辐射的能力，结果如下：
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。