耐光性水性聚氨酯涂料和胶黏剂的制备方法
[0001]
本申请时2018107740132发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]
本发明涉及到水性聚氨酯涂料和胶黏剂的制备方法，尤其是涉及到耐光性水性聚氨酯涂料和胶黏剂的制备方法。
背景技术：
[0003]
涂料，在中国传统名称为油漆。所谓涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。
[0004]
新中国成立60年来，伴随着国民经济各行业的发展，作为其配套的涂料工业从一个极不引人注目的小行业逐步发展成为国民经济各领域必不可少的重要行业。经过几代人的顽强拼搏、开拓进取，我国已成为世界第二大涂料生产国和消费国，进入到世界涂料行业发展的主流。
[0005]
201711477655.8公开了一种高反射，高阻燃，高韧性聚碳酸酯材料及其制备方法，由如下质量百分比的各原料组成：pc树脂65
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85％，阻燃剂4-12％，增韧剂1
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5％，钛白粉6
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20％，抗紫外剂0.2
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2.0％，抗滴落剂0.1-0.5％，脱模剂0.1-0.5％；通过将原料干燥，混合，随后共混造粒，最后挤出、过水冷却、切粒过筛，得到产品。本发明的产品不仅具有高反射，高阻燃性能，而且具有高韧性。
[0006]
201711369135.5公开了阻燃、耐光性与低voc的聚氨酯涂料及其制备方法，在带有搅拌器、冷凝管、温度计的250ml三口瓶中加入三乙烯四胺0.22g、聚四氢呋喃醚二醇70g与六亚甲基二异氰酸酯15g，于80℃下反应2h，得到聚氨酯预聚体a；向预聚体a中加入0.62g乙酰胺和8.2g甲乙酮，于75℃条件下反应3.5h，加入2g步骤(1)制备的改性次磷酸锰、4g4-羧基苯硼酸和二乙烯三胺五甲叉膦酸2.5g，反应温度80℃，反应时间2h，加入7.1g三乙胺进行中和反应60min，加入维生素c0.9g、水70g进行搅拌乳化，得到阻燃、耐光性与低voc的聚氨酯涂料，所制备的阻燃、耐光性与低voc的聚氨酯涂料环保、价格低廉，广泛应用于墙体、家具、金属器具表面，作为塑料、玻璃、造纸、纺织的粘合剂。
技术实现要素：
[0007]
本发明涉及到耐光水性聚氨酯涂料和胶黏剂的制备方法，其设计合成方案的路线为自制一种耐光材料，该耐光材料作为聚氨酯合成的扩链剂，利用扩链剂的功能将耐光功能带入到聚氨酯中，该耐光材料具有镜面反射的功能，能够将光源发生全发射，降低了聚氨酯吸收光的可能性，来提高聚氨酯的耐光性。
[0008]
耐光性水性聚氨酯涂料和胶黏剂的制备方法，其制备方法为：（1）在带有搅拌器、冷凝管、温度计的250ml三口瓶中加入催化剂为0.07g~0.13g、聚碳酸酯二醇35g~43g、异氰酸酯12g，于70~90℃下反应1~2h，再加入羟丙基甲基纤维素1.1~
1.3g，于80℃下反应1h，再加入喹啉酸1.4~1.6g，降温到50~60℃下反应2h，得到聚氨酯预聚体a；（2）向聚氨酯预聚体a中加入耐光材料0.6g~0.8g、对氯苯甲酰氯1.2g和溶剂dmf13.4g，于60~90℃条件下反应2~4h，加入酪胺4g，反应温度80℃，反应时间 1h，加入7.5g三乙胺进行中和反应80min，加入水100~120g进行搅拌乳化30~90min，得到耐光性水性聚氨酯涂料和胶黏剂。
[0009]
其催化剂为四甲基乙二胺、六甲基磷酰三胺、三甲基环三硼氧烷、丙二酸二乙酯任意一种；所述的异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯的任意一种；所述的聚碳酸酯二醇的分子量为1000和2000；耐光材料的制备方法为将木质素酸钠10g（济南奇云剑化工有限公司）、八甲基环四硅氧烷3g、物质a12g和催化剂a3.3g加入到三口烧瓶中，70~90℃条件下搅拌反应1~2h，再往体系中加入羟基乙酸1.2g、四丁基氟化铵2-3g、乙二醇1-3g，60~90℃条件下搅拌反应1~2h，60~70℃加入环己基氨基磺酸钠3-9g，保温反应1-3h，降温喷雾干燥，得耐光材料；物质a为季戊四醇、羟基酪醇、三羟甲基丙烷的任意一种；其催化剂a为三甲基硅基乙炔、氟化锂、硼氢化钾和己二酸二钠的任意一种。
[0010]
本发明的优势在于：（1）其设计合成方案的路线为自制一种耐光材料，该耐光材料作为聚氨酯合成的扩链剂，利用扩链剂的功能将耐光功能带入到聚氨酯中，该耐光材料具有镜面反射的功能，能够将光源发生全发射，降低了聚氨酯吸收光的可能性，来提高聚氨酯的耐光性；（2）四甲基乙二胺、六甲基磷酰三胺、三甲基环三硼氧烷、丙二酸二乙酯为聚氨酯预聚体的催化剂，具有无毒高效的优势，羟丙基甲基纤维素、喹啉酸具有提高聚氨酯的韧性；（3）三甲基硅基乙炔、氟化锂、硼氢化钾和己二酸二钠为耐光材料催化剂， 季戊四醇、羟基酪醇、三羟甲基丙烷具有提高反射率的效果。
具体实施方式
实例1耐光性水性聚氨酯涂料和胶黏剂的制备方法，其制备方法为：（1）在带有搅拌器、冷凝管、温度计的250ml三口瓶中加入四甲基乙二胺为0.07g、聚碳酸酯二醇35g、六亚甲基二异氰酸酯12g，于70℃下反应1h，再加入羟丙基甲基纤维素1.1g，于80℃下反应1h，再加入喹啉酸1.4g，降温到50℃下保温反应2h，得到聚氨酯预聚体a；（2）向聚氨酯预聚体a中加入耐光材料0.6g、对氯苯甲酰氯1.2g和溶剂dmf13.4g，于60℃条件下反应2h，加入酪胺4g，反应温度80℃，反应时间 1h，加入7.5g三乙胺进行中和反应80min，加入水100g进行搅拌乳化30min，得到耐光性水性聚氨酯涂料和胶黏剂。
[0011]
所述的聚碳酸酯二醇的分子量为1000；耐光材料的制备方法为将木质素酸钠10g（济南奇云剑化工有限公司）、八甲基环四硅氧烷3g、季戊四醇12g和三甲基硅基乙炔3.3g加入到三口烧瓶中，70℃条件下搅拌反应1h，再往体系中加入羟基乙酸1.2g、四丁基氟化铵2g、乙二醇1g，60℃条件下搅拌反应1h，60℃
加入环己基氨基磺酸钠3g，保温反应1h，降温喷雾干燥，得耐光材料。
[0012]
实例2耐光性水性聚氨酯涂料和胶黏剂的制备方法，其制备方法为：（1）在带有搅拌器、冷凝管、温度计的250ml三口瓶中加入催化剂为0.13g、聚碳酸酯二醇43g、异氰酸酯12g，于90℃下反应2h，再加入羟丙基甲基纤维素1.3g，于80℃下反应1h，再加入喹啉酸1.6g，降温到60℃下反应2h，得到聚氨酯预聚体a；（2）向聚氨酯预聚体a中加入耐光材料0.8g、对氯苯甲酰氯1.2g和溶剂dmf13.4g，于90℃条件下反应4h，加入酪胺4g，反应温度80℃，反应时间 1h，加入7.5g三乙胺进行中和反应80min，加入水120g进行搅拌乳化90min，得到耐光性水性聚氨酯涂料和胶黏剂。
[0013]
其催化剂为六甲基磷酰三胺；所述的异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯；所述的聚碳酸酯二醇的分子量为2000；耐光材料的制备方法为将木质素酸钠10g（济南奇云剑化工有限公司）、八甲基环四硅氧烷3g、物质a12g和催化剂a3.3g加入到三口烧瓶中， 90℃条件下搅拌反应2h，再往体系中加入羟基乙酸1.2g、四丁基氟化铵3g、乙二醇3g， 90℃条件下搅拌反应2h， 70℃加入环己基氨基磺酸钠9g，保温反应3h降温喷雾干燥，得耐光材料；物质a为羟基酪醇；其催化剂a为氟化锂。
[0014]
实例3耐光性水性聚氨酯涂料和胶黏剂的制备方法，其制备方法为：（1）在带有搅拌器、冷凝管、温度计的250ml三口瓶中加入催化剂为0.10g、聚碳酸酯二醇39g、异氰酸酯12g，于80℃下反应1.5h，再加入羟丙基甲基纤维素1.2g，于80℃下反应1h，再加入喹啉酸1.5g，降温到55℃下反应2h，得到聚氨酯预聚体a；（2）向聚氨酯预聚体a中加入耐光材料0.7g、对氯苯甲酰氯1.2g和溶剂dmf13.4g，于75℃条件下反应3h，加入酪胺4g，反应温度80℃，反应时间 1h，加入7.5g三乙胺进行中和反应80min，加入水110g进行搅拌乳化60min，得到耐光性水性聚氨酯涂料和胶黏剂。
[0015]
其催化剂为三甲基环三硼氧烷；所述的异氰酸酯为4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯；所述的聚碳酸酯二醇的分子量为2000；耐光材料的制备方法为将木质素酸钠10g（济南奇云剑化工有限公司）、八甲基环四硅氧烷3g、物质a12g和催化剂a3.3g加入到三口烧瓶中，80℃条件下搅拌反应1.5h，再往体系中加入羟基乙酸1.2g、四丁基氟化铵2.5g、乙二醇2g，75℃条件下搅拌反应1.5h，65℃加入环己基氨基磺酸钠6g，保温反应2h，降温喷雾干燥，得耐光材料；物质a为三羟甲基丙烷；其催化剂a为硼氢化钾。
[0016]
实例4耐光性水性聚氨酯涂料和胶黏剂的制备方法，其制备方法为：（1）在带有搅拌器、冷凝管、温度计的250ml三口瓶中加入催化剂为0.10g、聚碳酸酯二醇39g、异氰酸酯12g，于70℃下反应1h，再加入羟丙基甲基纤维素1.1g，于80℃下反应1h，再
加入喹啉酸1.4g，降温到50℃下反应2h，得到聚氨酯预聚体a；（2）向聚氨酯预聚体a中加入耐光材料0.8g、对氯苯甲酰氯1.2g和溶剂dmf13.4g，于90℃条件下反应4h，加入酪胺4g，反应温度80℃，反应时间 1h，加入7.5g三乙胺进行中和反应80min，加入水120g进行搅拌乳化90min，得到耐光性水性聚氨酯涂料和胶黏剂。
[0017]
其催化剂为丙二酸二乙酯；所述的异氰酸酯为4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯；所述的聚碳酸酯二醇的分子量为1000；耐光材料的制备方法为将木质素酸钠10g（济南奇云剑化工有限公司）、八甲基环四硅氧烷3g、物质a12g和催化剂a3.3g加入到三口烧瓶中， 90℃条件下搅拌反应2h，再往体系中加入羟基乙酸1.2g、四丁基氟化铵2g、乙二醇1g，60℃条件下搅拌反应1h，60℃加入环己基氨基磺酸钠3g，保温反应2h，降温喷雾干燥，得耐光材料；物质a为季戊四醇；其催化剂a己二酸二钠。
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实例5耐光性水性聚氨酯涂料和胶黏剂的制备方法，其制备方法为：（1）在带有搅拌器、冷凝管、温度计的250ml三口瓶中加入催化剂为0.07g、聚碳酸酯二醇35g、异氰酸酯12g，于80℃下反应1.5h，再加入羟丙基甲基纤维素1.2g，于80℃下反应1h，再加入喹啉酸1.5g，降温到50℃下反应2h，得到聚氨酯预聚体a；（2）向聚氨酯预聚体a中加入耐光材料0.6g、对氯苯甲酰氯1.2g和溶剂dmf13.4g，于60℃条件下反应2h，加入酪胺4g，反应温度80℃，反应时间 1h，加入7.5g三乙胺进行中和反应80min，加入水100g进行搅拌乳化60min，得到耐光性水性聚氨酯涂料和胶黏剂。
[0019]
其催化剂为丙二酸二乙酯；所述的异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯；所述的聚碳酸酯二醇的分子量为1000；耐光材料的制备方法为将木质素酸钠10g（济南奇云剑化工有限公司）、八甲基环四硅氧烷3g、物质a12g和催化剂a3.3g加入到三口烧瓶中，80℃条件下搅拌反应1.5h，再往体系中加入羟基乙酸1.2g、四丁基氟化铵2g、乙二醇1g，60℃条件下搅拌反应1h，65℃加入环己基氨基磺酸钠6g，保温反应2h，降温喷雾干燥，得耐光材料；物质a为羟基酪醇；其催化剂a为三甲基硅基乙炔。
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耐光性是通过测定其在模拟太阳光照射下的紫外灯下，照射时间48h，观察颜色变化，用gretag macbeth coloreye分光光度计(d65光源，10度观测器，包括uv)并以从360至750nm的10纳米(nm)的间隔来测量树脂的反射率水平，例如，对3.2mm厚的板加以测量。以从360至750nm的10nm的波长间隔进行测量。在680nm处的反射率值用来定义每种材料配方的最大百分比反射率。
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表1 测试性能 实例1实例2实例3实例4实例5耐光性/级4.04.04.54.54.0反射率/%98.398.198.498.698.2
断裂伸长率/%153212187165168对比样201711477655.8的最大反射率97.8，耐光级别4.0；201711369135.5 的最大反射率87.6，耐光级别为3.0，从表1可以发现，本发明的耐光级别和反射率比较高。
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表2测试性能（未加催化剂四甲基乙二胺、六甲基磷酰三胺、三甲基环三硼氧烷、丙二酸二乙酯） 实例1实例2实例3实例4实例5耐光性/级2.02.01.52.52.0反射率/%29.327.231.333.735.2断裂伸长率/%2112151710从表2可以看出，四甲基乙二胺、六甲基磷酰三胺、三甲基环三硼氧烷、丙二酸二乙酯发挥出催化作用，相比加催化剂来说，未加催化剂起性能大幅下降。
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表3测试性能（未加羟丙基甲基纤维素或者喹啉酸） 实例1实例2实例3实例4实例5断裂伸长率/%（未加羟丙基甲基纤维素）87108164132121断裂伸长率/%（未加喹啉酸）103121148128143
表3未加羟丙基甲基纤维素或喹啉酸聚氨酯的韧性下降。
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表4 测试性能（未加三甲基硅基乙炔、氟化锂、硼氢化钾和己二酸二钠） 实例1实例2实例3实例4实例5耐光性/级2.02.52.01.01.5反射率/%27.326.127.426.728.3从表4可以看出，未加耐光材料的耐光性和反射率下降。
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表5 测试性能（未加三甲基硅基乙炔、氟化锂、硼氢化钾和己二酸二钠，加耐光材料） 实例1实例2实例3实例4实例5耐光性/级3.02.52.52.52.0反射率/%48.249.448.548.758.3表6 测试性能（未加季戊四醇、羟基酪醇、三羟甲基丙烷,加耐光材料） 实例1实例2实例3实例4实例5耐光性/级3.03.03.53.53.0反射率/%46.351.156.457.659.2季戊四醇、羟基酪醇、三羟甲基丙烷具有提高反射率的效果，从表5和表6可以看出，未加物质a或 季戊四醇、羟基酪醇、三羟甲基丙烷,加耐光材料所得聚氨酯膜的耐光性下降。