专利名称：一种聚氨酯水分散体的制备方法及含有聚氨酯水分散体的水性聚氨酯涂料的制作方法
技术领域：
本发明属于有机高分子化合物领域，涉及用异氰酸酯或异硫氰酸酯得到的高分子 化合物，具体涉及聚氨酯水分散体。
背景技术：
聚氨酯结构中所含有的氨基甲酸酯键、脲键、缩二脲及酯键等，赋予聚氨酯涂膜优 异的耐磨性、柔韧性、耐低温及耐化学介质的性能，可广泛用作涂料、油墨、粘合剂、弹性体 及密封材料。水性聚氨酯涂料以水为主要分散介质，具有不燃，对环境友好，易于清洗等优 点已成功用于皮革涂饰剂、织物整理剂、鞋用胶粘剂等领域。随着人们环境与健康意识的不 断增强，聚氨酯水分散体日益受到重视。现有聚氨酯水分散体(PUD)固体含量偏低，自增稠 性差，限制了 PUD在涂料、粘合剂和油墨中的推广应用。高固含量聚氨酯水分散体干燥成膜 速度快，涂膜丰满度高、光泽高，可提高作为涂料、粘合剂、油墨使用时的施工效率。然而由 于PUD合成工艺的特殊性，当提高PUD固体含量时，特别是分散相含量高于连续相时，体系 黏度急剧上升，最终变为PU水凝胶。所以制备高固含量的聚氨酯水分散体是目前研究的热 点和难点。美国专利USP 5977215、USP5652291和USP 60019 通过聚氨酯与丙烯酸酯单 体共聚合制备聚氨酯丙烯酸杂合乳液来提高PUD的固体含量，但是降低聚氨酯材料的耐磨 性和耐寒性，并且工艺复杂。在提高PUD固体含量方面，现有文献仅仅停留在原料和配方的 改变上，如黎庆安等以异佛尔酮二异氰酸酯与己二异氰酸酯两种异氰酸酯混合，并在高的 二羟甲基丙酸含量下，成功制备了固含量在50%以上的聚酯型阴离子水性聚氨酯；还有通 过改变亲水单体来提高固含量等方法，其乳液固化量的提高有限，而且通常含有较高的亲 水基团，降低了 PUD胶膜的耐水性和耐其他化学介质的性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种聚氨酯水分散体的制备方法，该方法制备的 聚氨酯水分散体具有高固含量的优点。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种聚氨酯水分散体的制备方法，该方法含有以下步骤(1)将含羧酸盐的聚氨酯和不含羧酸盐的聚氨酯按照重量比1 0.1 3混合，加 入含羧酸盐的聚氨酯重量1 10倍的去离子水乳化；(2)加入含羧酸盐的聚氨酯重量0. 1 1.0%的胺类扩链剂反应至NCO含量低于 0. 5% ；(3)蒸馏脱除溶剂至固含量为40 70%，调节pH值至6 8，得到所述的聚氨酯 水分散体；其中，所述的含羧酸盐的聚氨酯由30 70重量份聚合物醇扩链剂、1 10重量份多官能度交联剂、30 60重量份二异氰酸酯单体、0 10重量份C2 C6烷基二元醇和4 10 重量份二羟甲基烷基羧酸按以下方法制备得到在反应釜中，加入聚合物醇扩链剂、多官能度交联剂与二异氰酸酯单体，升温至 60 100°C，保温1. 0 2. 0小时；加入C2-C6烷基二元醇，在70 80°C下反应至NCO基 团含量为5 15% ；加入二羟甲基烷基羧酸，在50 70°C下反应至NCO基含量低于4% ； 用丙酮调节反应物粘度为300 3000cpS，降温至50°C以下，加入亲水单体重量0. 8 1. 2 倍的中和剂中和，得到含羧酸盐的聚氨酯。上述的中和剂为N，N-二甲基乙醇胺、氨水、三乙胺其中的一种或两种以上的混合 物。上述不含羧酸盐的聚氨酯由30 70重量份聚合物醇扩链剂、0 10重量份多官 能度交联剂、30 60重量份二异氰酸酯单体和1 12重量份C2 C6烷基二元醇按以下 方法制备在反应釜中，加入聚合物醇扩链剂、多官能度交联剂与二异氰酸酯单体，升温至 60 100°C，保温1. 0 2. 0小时；加入C2 C6烷基二元醇，在70 80°C下反应至NCO基 团含量低于4% ；用丙酮调节反应物粘度为300 3000cps，降温至室温得到不含羧酸盐的 聚氨酯。上述的聚合物醇扩链剂，数均分子质量为300-10000，羟值为30_200mgK0H/g，是 山东东大公司的CMA-1044聚酯二元醇、山东东大公司CMA-1042聚酯二元醇、赫斯公司的 T-1136聚酯二元醇、N210聚醚多元醇、N220聚醚多元醇、DiollOOO聚醚多元醇、Diol2000
聚醚多元醇、聚碳酸酯二元醇、聚四氢呋喃二元醇、聚氨酯二元醇、聚丙烯酸酯二元醇、聚丁 二烯二元醇、聚己内酯二元醇其中的一种或两种以上的混合物。上述的二异氰酸酯单体是甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、己二异氰酸 酯、异佛尔酮二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯其中的 一种或两种以上的混合物。上述多官能度交联剂是三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、蓖麻油、E-20环氧树脂、 E-12环氧树脂、E-44环氧树脂、E-51环氧树脂、甲苯二异氰酸酯和三羟甲基丙烷加成物、甲 苯二异氰酸酯三聚体、己二异氰酸酯的缩二脲和三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯的三聚体其 中的一种或两种以上的混合物。上述的C2 C6烷基二元醇是乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、1，4_环 己二醇、新戊二醇其中的一种或两种以上的混合物。上述的二羟甲基烷基羧酸是二羟甲基乙酸、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟甲 基戊酸其中的一种或两种以上的混合物。上述胺类扩链剂是胼、乙二胺、己二胺、异佛尔酮二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺其 中的一种或两种以上的混合物。本发明所述的聚氨酯水分散体，其制备方法的步骤1的乳化过程中可以加入消泡 剂。所用的消泡剂是本领域常用的消泡剂，例如TEG0-810、TEG0-805、TEG0-825、TEG0-845 其中的一种或两种以上的混合物。本发明所述的聚氨酯水分散体，其制备方法的步骤3中所述的蒸馏方法是本领域 常用的蒸馏方法，可以是常用蒸馏，还可以是减压蒸馏，最好是减压蒸馏。其中，所述的减压蒸馏最好是在温度为50 120°C和真空度为0. 02 0. IMpa的条件下进行。本发明所述的一种聚氨酯水分散体的制备方法，较佳的技术方案是一种聚氨酯 水分散体的制备方法，该方法含有以下步骤(1)将含羧酸盐的聚氨酯和不含羧酸盐的聚氨酯按照重量比1 0.1 3混合，加 入含羧酸盐的聚氨酯重量1 10倍的去离子水乳化；(2)加入含羧酸盐的聚氨酯重量0. 1 的胺类扩链剂反应至NCO含量低于 0. 5% ；(3)蒸馏脱除溶剂至固含量为40 70%，调节pH值至6 8，得到所述的聚氨酯 水分散体；其中，所述的含羧酸盐的聚氨酯由40 60重量份聚合物醇扩链剂、2 5重量份多官能 度交联剂、35 50重量份二异氰酸酯单体、0 8重量份C2 C6烷基二元醇和5 8重 量份二羟甲基烷基羧酸按以下方法制备得到在反应釜中，加入聚合物醇扩链剂、多官能度交联剂与二异氰酸酯单体，升温至 70 90°C，保温1. 0 2. 0小时；加入C2 C6烷基二元醇，在70 80°C反应至NCO基团 含量为5 15% ；加入二羟甲基烷基羧酸，在50 70°C反应至NCO基含量低于4% ；用丙 酮调节反应物粘度为300 3000CPS，降温至室温调节pH值为6 8得到含羧酸盐的聚氨酯。其中不含羧酸盐的聚氨酯由40 60重量份聚合物醇扩链剂、2 5重量份多官能 度交联剂、35 50重量份二异氰酸酯单体和1 12重量份C2-C6烷基二元醇按以下方法 制备在反应釜中，加入聚合物醇扩链剂、多官能度交联剂与二异氰酸酯单体，升温至 60 100°C，保温1. 0 2. 0小时；加入C2 C6烷基二元醇，在70 80°C反应至NCO基 团含量为5 15%;用丙酮调节反应物粘度为300 3000CPS，降温至室温得到不含羧酸盐 的聚氨酯。上述的聚合物醇扩链剂，数均分子质量为300-10000，羟值为30_200mgK0H/g，是 山东东大公司的CMA-1044聚酯二元醇、山东东大公司CMA-1042聚酯二元醇、赫斯公司的 T-1136聚酯二元醇、N210聚醚多元醇、N220聚醚多元醇、DiollOOO聚醚多元醇、Diol2000 聚醚多元醇其中的一种或一种以上的混合物。上述的二异氰酸酯单体是甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、己二异氰酸 酯、异佛尔酮二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯其中的 一种或两种以上的混合物。上述多官能度交联剂是三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、E-20环氧树脂、E-12环氧 树脂、E-44环氧树脂、E-51环氧树脂、甲苯二异氰酸酯的缩二脲、己二异氰酸酯的三聚体、 异佛尔酮二异氰酸酯的三聚体其中的一种或两种以上的混合物。上述的C2 C6烷基二元醇是乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、1，4_环 己二醇其中的一种或两种以上的混合物。上述的二羟甲基烷基羧酸是二羟甲基丙酸和二羟甲基丁酸其中一种或混合物。上述胺类扩链剂是胼、乙二胺、己二胺、异佛尔酮二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺其中的一种或两种以上的混合物。本发明提供一种水性聚氨酯涂料，该涂料含有60 本发明所述方法制备的 聚氨酯水分散体。本发明所述的的水性聚氨酯涂料还可以含有助剂、颜料或者填料。本领域的技术 人员可以依据本领域的知识确定助剂、颜料、填料的种类和用量。本发明所述方法制备的聚氨酯水分散体具有高固体含量，可提高水性聚氨酯涂料 的成膜性能，改善涂膜的丰满度，提高涂膜的光泽和装饰性能；该分散体耐电解质(钙离 子)稳定性优异和对各种成膜助剂(各类高沸点有机溶剂)的容忍度高，不含低分子乳化 剂，亲水羧酸盐的浓度低，涂膜的交联密度高、硬度高、耐化学介质性能好、热稳定性好、干 燥速度快和易打磨等性能，无毒，不易燃。既可用于水性木器涂料，也可以用于水性皮革涂 饰剂、水性粘合剂、水性油墨及水性金属涂料。本发明所述的聚氨酯水分散体的制备方法与现有技术相比，具有以下优点(1)本发明所述方法制备的聚氨酯水分散体的固体含量可达到70%，而且具有良 好的贮存稳定性。(2)本发明所述方法制备的聚氨酯水分散体具有高固体含量，可提高聚氨酯水分 散体的施工质量，降低施工成本，可以提高涂膜的光泽和装饰性能。(3)本发明所述方法制备的聚氨酯水分散体，不含低分子乳化剂，羧酸盐的浓度 低，涂膜具有优异的耐水性、耐擦洗性和耐沾污性。(4)本发明所述方法制备的聚氨酯水分散体无毒，不易燃。没有人为的添加卤代 烃、苯、甲苯、二甲苯、甲醛及其聚合物以及重金属铅、镉铬、汞的化合物。产品中总挥发性有 机化合物的含量(TVOC)小于50g/L。完全满足环境标志产品认证技术要求水性聚氨酯涂料 HJ/T201-2005标准，属于绿色环保产品。本发明所述的聚氨酯水分散体用如下方法进行检测分散体的粒径和分布采用纳 米粒度分析仪(ZS Nano S)测定；分散体的乳胶粒子形态用扫描电镜(TEM)测定。含有本发明所述的水性聚氨酯涂料的涂膜性能可用如下方法表征涂膜力学性能 用^stron电子拉力试验机测试；乳胶膜交联密度通过MEK(甲基乙基酮)加热回流萃取的 方法测定；涂膜的摆杆硬度按GB/T1730-93测定；附着力按GB/T9286-88十字划格法测定； 耐化学溶剂性(MEK)的测试是用被MEK饱和的无纺纸往返擦洗涂膜表面，记录涂膜刚被擦 破的擦洗次数。
具体实施例方式以下是本发明的具体实施例，但不限于所述实施例。实施例1(1)制备含羧酸盐的聚氨酯(a)原料组成聚合物醇扩链剂70g聚醚多元醇N220 ；多官能团交联剂1. Og己二异氰酸酯三聚体N3300 ；二异氰酸酯单体35g异佛尔酮二异氰酸酯；二羟甲基烷基羧酸4. Og 二羟甲基丙酸；
中和剂4. Og三乙胺。(b)工艺步骤在装有搅拌浆、温度计和冷凝器的反应釜中，加入聚合物醇扩链剂、多官能度交联 剂与二异氰酸酯单体，升温至80°C，保温1. 5小时；加入二羟甲基烷基羧酸，在60°C反应至 NCO基含量为3%;用丙酮调节反应物粘度为300CPS，降温至45°C，加入中和剂中和，得到含 羧酸盐的聚氨酯。(2)制备不含羧酸盐的聚氨酯(a)原料组成聚合物醇扩链剂68g聚醚多元醇N220 ；2g聚丁二烯二醇；多官能团交联剂lg异佛尔酮二异氰酸酯三聚体；二异氰酸酯单体30g己二异氰酸酯；C2 C6烷基二元醇lgl，6-己二醇。(b)工艺步骤在装有搅拌浆、温度计和冷凝器的反应釜中，加入聚合物醇扩链剂、多官能度交联 剂与二异氰酸酯单体，升温至100°C，保温1. 0小时；加入C2-C6烷基二元醇，在80°C反应至 NCO基团含量为3%;用丙酮调节反应物粘度为1000CPS，降温至室温，得到不含羧酸盐的聚氨酯。(3)制备聚氨酯水分散体(a)将50g步骤1获得的含羧酸盐的聚氨酯和120g步骤2获得的不含羧酸盐的聚 氨酯混合，加入200g去离子水，高速乳化；(b)加入0. 5g乙二胺胺类扩链剂，50°C下反应2小时，NCO基团含量为0. 4% ；(c)然后在温度为80°C和真空度为0. 06Mpa的条件下减压蒸馏脱除溶剂，调整固 含量为45%。(d)调节pH值至7，得到聚氨酯水分散体。(4)聚氨酯水分散体的性能固含量45% ；粘度300cpS ；分散体平均粒径(Dp) = 87nm ；常温贮存稳定性1年； 耐钙离子稳定性优异；对成膜助剂容忍度优异；(5)水性聚氨酯涂料(a)配方上述制备的聚氨酯水分散体润湿剂TEG0245消泡剂TEG0805SN612成膜助剂二丙二醇丁醚
pH 值调节剂 AMP-95水总计(b)配制方法和使用依据上述配方，将聚氨酯水分散体、润湿剂、消泡剂、粘度调节剂、成膜助剂、pH值
80g 0. 2g 0. Ig 0. 2 3g l.Og 15. 5g IOOg调节剂和水混合分散15分钟，得到水性聚氨酯涂料。将获得的水性聚氨酯涂料在常温下固 化干燥7天。(c)配制水性聚氨酯涂料，其性能如表所示表1水性聚氨酯涂料的综合性能
检测项目性能检测方法
表干时间/min60GB/T1928-1993实干时间/d3GB/T1928-1993涂膜光泽/ (600，%)90GB/T1743-1993耐水性(25°C,96h)无变化GB/T1733-1993耐乙醇性(48h)无变化摆杆硬度0.36GB/T1730-1993耐污性合格VOC，g/L120GB/T23 986-2009实施例2(1)制备含羧酸盐的聚氨酯(a)原料组成聚合物醇扩链剂40g聚己内酯二元醇；20g聚碳酸酯二元醇；多官能团交联剂2. Og三羟甲基丙烷；二异氰酸酯单体30g异佛尔酮二异氰酸酯；C2 C6 烷基二元醇2g 1,4- 丁二醇；二羟甲基烷基羧酸5g 二羟甲基丙酸；中和剂1. Og三乙胺；3. Og氨水。(b)工艺步骤在装有搅拌浆、温度计和冷凝器的反应釜中，加入聚合物醇扩链剂、多官能度交联 剂与二异氰酸酯单体，升温至80°C，保温1. 5小时；加入C2 C6烷基二元醇，在70°C反应 至NCO基团含量为13. 5%，加入二羟甲基烷基羧酸，在60°C反应至NCO基含量为3%以下； 用丙酮调节反应物粘度为400CPS，降温至45°C，加入中和剂，得到含羧酸盐的聚氨酯。(2)制备不含羧酸盐的聚氨酯(a)原料组成聚合物醇扩链剂58g聚丙烯酸酯二元醇；2g聚丁二烯二醇多官能团交联剂3g三羟甲基乙烷；二异氰酸酯单体30g己二异氰酸酯；C2 C6烷基二元醇7g新戊二醇。
(b)工艺步骤在装有搅拌浆、温度计和冷凝器的反应釜中，加入聚合物醇扩链剂、多官能度交联 剂与二异氰酸酯单体，升温至100°C，保温1. 0小时；加入C2 C6烷基二元醇，在80°C反应 至NCO基团含量为3%以下；用丙酮调节反应物粘度为100CPS，降温至室温，得到不含羧酸 盐的聚氨酯。(3)制备聚氨酯水分散体(a)将50g步骤1获得的含羧酸盐的聚氨酯和80g步骤2获得的不含羧酸盐的聚 氨酯混合，加入150g去离子水，高速乳化；(b)加入0.5g异佛尔酮二胺，50°C下反应2小时，直到NCO基团含量低于0.5% ；(c)然后在温度为80°C和真空度为0. 06Mpa的条件下减压蒸馏脱除溶剂，调整固 含量为55%。(d)调节pH值至7，得到聚氨酯水分散体。(4)聚氨酯水分散体的性能固含量55% ；粘度800cPs ；分散体平均粒径(Dp) = 114nm ；常温贮存稳定性1 年；耐钙离子稳定性优异；对成膜助剂容忍度优异；(5)水性聚氨酯涂料(a)配方上述制备的聚氨酯水分散体60g水35. 5g总计IOOg(b)配制方法和使用依据上述配方，将聚氨酯水分散体和水混合分散20分钟，得到水性聚氨酯涂料。 将获得的水性聚氨酯涂料在常温下固化干燥7天。(c)配制水性聚氨酯涂料，其性能如表所示表2水性聚氨酯涂料综合性能
检测项目性能检测方法表干时间/min80GB/T1928-■1993实干时间/d4GB/T1928-■1993涂膜光泽/ (600，%)65GB/T1743-■1993耐水性(25°C,96h)无变化GB/T1733-■1993耐乙醇性(48h)无变化摆杆硬度0.35GB/T1730-■1993耐污性合格VOC, g/L100GB/T23986-2009实施例3(1)制备含羧酸盐的聚氨酯(a)原料组成聚合物醇扩链剂40g聚酯二元醇T1136 ；IOg聚己内酯二元醇；
多官能团交联剂2. Og三羟甲基丙烷；二异氰酸酯单体35g异佛尔酮二异氰酸酯；C2 C6 烷基二元醇6g 1，4_ 丁二醇；二羟甲基烷基羧酸7g 二羟甲基丙酸；中和剂3g三乙胺，4g N，N-二甲基乙醇胺。(b)工艺步骤在装有搅拌浆、温度计和冷凝器的反应釜中，加入聚合物醇扩链剂、多官能度交联 剂与二异氰酸酯单体，升温至80°C，保温1. 5小时；加入C2 C6烷基二元醇，在70°C反应 至NCO基团含量为13. 5%，加入二羟甲基烷基羧酸，在60°C反应至NCO基含量为2. 1 % ；用 丙酮调节反应物粘度为500CPS，降温至45°C，加入中和剂，得到含羧酸盐的聚氨酯。(2)制备不含羧酸盐的聚氨酯(a)原料组成聚合物醇扩链剂48g聚酯二元醇CMA-1042 ；2g聚丁二烯二醇；多官能团交联剂3g三羟甲基丙烷；二异氰酸酯单体35g己二异氰酸酯；C2 C6烷基二元醇Ig新戊二醇。(b)工艺步骤在装有搅拌浆、温度计和冷凝器的反应釜中，加入聚合物醇扩链剂、多官能度交联 剂与二异氰酸酯单体，升温至100°C，保温1. 0小时；加入C2 C6烷基二元醇，在80°C反应 至NCO基团含量为1.51% ；用丙酮调节反应物粘度为1000CPS，降温至室温，得到不含羧酸 盐的聚氨酯。(3)制备聚氨酯水分散体(a)将50g步骤1获得的含羧酸盐的聚氨酯和60g步骤2获得的不含羧酸盐的聚 氨酯混合，加入150g去离子水，高速乳化；(b)加入0.05g胼，50°C下反应至NCO基团含量低于0.5% ；(c)然后在温度为80°C和真空度为0. 06Mpa的条件下减压蒸馏脱除溶剂，调整固 含量为40%。(d)调节pH值至7，得到聚氨酯水分散体。(4)聚氨酯水分散体的性能固含量40%;粘度dOOcps ；分散体平均粒径(Dp) = 60nm ；常温贮存稳定性1年； 耐钙离子稳定性优异；对成膜助剂容忍度优异；(5)水性聚氨酯涂料(a)配方
上述制备的聚氨酯水分散体消泡剂TEG0805SN-612成膜助剂三丙二醇丁醚水总计
g g
g 1 2 Oo 5 λ S . O 9 C O 3 2 1(b)配制方法和使用依据上述配方，将聚氨酯水分散体、消泡剂、粘度调节剂、成膜助剂和水混合分散 15分钟，得到水性聚氨酯涂料。将获得的水性聚氨酯涂料在常温下固化干燥7天。(c)配 制水性聚氨酯涂料，其性能如表所示表3水性聚氨酯涂料的综合性能
权利要求
1. 一种聚氨酯水分散体制备方法，该方法含有以下步骤(1)将含羧酸盐的聚氨酯和不含羧酸盐的聚氨酯按照质量比1 0.1 3混合，加入含 羧酸盐的聚氨酯重量1 10倍的去离子水乳化；(2)加入含羧酸盐的聚氨酯0.1 的胺类扩链剂反应至NCO含量低于0. 5% ；(3)蒸馏脱除溶剂至固含量为40 70%，调节pH值至6 8，得到所述的聚氨酯水分 散体；其中，所述的含羧酸盐的聚氨酯由30 70份聚合物醇扩链剂、1 10多官能度交联剂、30 60份二异氰酸酯单体、0 10份C2 C6烷基二元醇和4 10份二羟甲基烷基羧酸按以 下方法制备得到在反应釜中，加入聚合物醇扩链剂、多官能度交联剂与二异氰酸酯单体，升温至60 100°C，保温1. 0 2. 0小时；加入C2 C6烷基二元醇，在70 80°C下反应至NCO基团含 量为5 15% ；加入二羟甲基烷基羧酸，在50 70°C下反应至NCO基含量低于4% ；用丙 酮调节反应物粘度为300 3000cps，降温至50°C以下，加入80 120%的亲水单体重量的 中和剂中和，得到含羧酸盐的聚氨酯；所述的不含羧酸盐的聚氨酯由30 70份聚合物醇扩链剂、0 10多官能度交联剂、 30 60份二异氰酸酯单体和1 12份C2 C6烷基二元醇按以下方法制备在反应釜中，加入聚合物醇扩链剂、多官能度交联剂与二异氰酸酯单体，升温至60 100°C，保温1. 0 2. 0小时；加入C2 C6烷基二元醇，在70 80°C下反应至NCO基团 含量低于4% ；用丙酮调节反应物粘度为300-3000cpS，降温至室温得到不含羧酸盐的聚氨所述的中和剂为N，N-二甲基乙醇胺、氨水、三乙胺其中的一种或两种以上的混合物； 所述的聚合物醇扩链剂，数均分子质量为300-10000，羟值为30-200mgK0H/g，是山东 东大公司的CMA-1044聚酯二元醇、山东东大公司CMA-1042聚酯二元醇、赫斯公司的T-1136 聚酯二元醇、N210聚醚多元醇、N220聚醚多元醇、DiollOOO聚醚多元醇、Diol2000聚醚多 元醇、聚碳酸酯二元醇、聚四氢呋喃二元醇、聚氨酯二元醇、聚丙烯酸酯二元醇、聚丁二烯二 元醇、聚己内酯二元醇其中的一种或两种以上的混合物；所述的二异氰酸酯单体是甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、己二异氰酸酯、异 佛尔酮二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯其中的一种 或两种以上的混合物。所述的多官能度交联剂是三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、蓖麻油、E-20环氧树脂、E-12 环氧树脂、E-44环氧树脂、E-51环氧树脂、甲苯二异氰酸酯和三羟甲基丙烷加成物、甲苯二 异氰酸酯三聚体、己二异氰酸酯的缩二脲、己二异氰酸酯的缩二脲三聚体、异佛尔酮二异氰 酸酯的三聚体其中的一种或两种以上的混合物；所述的C2 C6烷基二元醇是乙二醇、丙二醇、1，4- 丁二醇、1，6-己二醇、1，4-环己二 醇、新戊二醇其中的一种或两种以上的混合物；所述的二羟甲基烷基羧酸是二羟甲基乙酸、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟甲基戊 酸其中的一种或两种以上的混合物；所述的胺类扩链剂是胼、乙二胺、己二胺、异佛尔酮二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺其中的一种或两种以上的混合物。
2.权利要求1所述的聚氨酯水分散体的制备方法，其特征在于所述的含羧酸盐的聚氨酯由40 60重量份聚合物醇扩链剂、2 5重量份多官能度交 联剂、35 50重量份二异氰酸酯单体、0 8重量份C2 C6烷基二元醇和5 8重量份 二羟甲基烷基羧酸制备得到；所述的不含羧酸盐的聚氨酯由40 60重量份聚合物醇扩链剂、2 5重量份多官能度 交联剂、35 50重量份二异氰酸酯单体和1 12重量份C2 C6烷基二元醇制备得到； 其中，所述的聚合物醇扩链剂，数均分子质量为300-10000，羟值为30-200mgK0H/g，是山东 东大公司的CMA-1044聚酯二元醇、山东东大公司CMA-1042聚酯二元醇、赫斯公司的T-1136 聚酯二元醇、N210聚醚多元醇、N220聚醚多元醇、DiollOOO聚醚多元醇、Diol2000聚醚多 元醇其中的一种或一种以上的混合物；所述的二异氰酸酯单体是甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、己二异氰酸酯、异 佛尔酮二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯其中的一种 或两种以上的混合物；所述的多官能度交联剂是三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、E-20环氧树脂、E-12环氧树 脂、E-44环氧树脂、E-51环氧树脂、甲苯二异氰酸酯的缩二脲、己二异氰酸酯的三聚体、异 佛尔酮二异氰酸酯的三聚体其中的一种或两种以上的混合物；所述的C2 C6烷基二元醇是丙二醇、1，4- 丁二醇、1，6-己二醇、1，4-环己二醇其中的 一种或两种以上的混合物；所述的二羟甲基烷基羧酸是二羟甲基丙酸和二羟甲基丁酸其中的一种或混合物。
3.权利要求1或者2所述的聚氨酯水分散体制备方法，其特征在于，所述的蒸馏脱除溶 剂是在温度为50 120°C和真空度为0. 02 0. IMpa的条件下进行。
4.一种水性聚氨酯涂料，该涂料含有60 权利要求1或2所述方法制备的聚氨 酯水分散体。
全文摘要
本发明一种聚氨酯水分散体的制备方法，属于有机高分子化合物领域，该方法含有以下步骤(1)将含羧酸盐的聚氨酯和不含羧酸盐的聚氨酯按照质量比1∶0.1～3混合，加入含羧酸盐的聚氨酯重量1～10倍的去离子水乳化；(2)加入含羧酸盐的聚氨酯0.1～1w％的胺类扩链剂反应至NCO含量低于0.5％；(3)蒸馏脱除溶剂并调节pH值至6～8，得到所述的聚氨酯水分散体，其中所述的聚氨酯水分散体的固含量为40～70％，乳胶粒径为60～500纳米。该方法得到的水分散体具有高固体含量，用其制成的水性聚氨酯涂料既可提高聚氨酯水分散体的施工质量，降低施工成本，又可提高涂膜的光泽和装饰性能。
文档编号C08G18/69GK102093534SQ20101060559
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月26日 优先权日2010年12月26日
发明者孔霞, 朱延安, 瞿金清, 陈焕钦 申请人:华南理工大学, 广东嘉宝莉化工集团有限公司