专利名称：水性聚氨酯、水性抗静电涂料组合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及涂料领域，特别涉及水性聚氨酯、水性抗静电涂料组合物及其制备方法。
背景技术：
抗静电涂料是具有导电和排出积累静电荷能力的功能性涂料。伴随现代科学技术的发展，抗静电涂料至今已经有约半个多世纪的发展历史。近年来，随着电子产品数量的迅猛发展，因静电损坏电子元件造成的损失高达100多亿美元，并且呈现逐年上涨的趋势，因此作为最方便有效地消除静电的抗静电涂料越来越受到人们的青睐。抗静电涂料是在高分子聚合物中加入抗静电添加剂实现导静电功能的，其中高分子聚合物为成膜物质，抗静电添加剂为导电组分。目前的抗静电添加剂主要有三种类型:碳系材料、金属粉和导电高分子。选用碳系材料时，存在颜色深，色彩单调，不易分散，电性能不稳定等缺陷。选用金属粉时，如 果选用一般金属，其在使用过程中容易被氧化，导致抗静电效果差；如果选用金或银，又存在成本高，难以大规模应用的问题。选用导电高分子材料时，由于其能够与高分子聚合物有很好的相容性，得到的抗静电材料具有优异的抗静电性能以及抗静电性能持久，因此导电高分子是最有前景的一类抗静电添加剂。在众多导电高分子中，水性导电聚苯胺已经广泛应用在抗静电涂料的制备中。申请号为02134219.9的中国专利以水溶性聚苯乙烯磺酸掺杂聚苯胺作为抗静电剂，2，4_甲苯二异氰酸酯交联改型聚乙烯醇为成膜物质，制备了抗静电涂料。申请号为201010164030.8的中国专利和申请号号为201110388668.4的中国专利以核壳导电聚苯胺为抗静电添加剂，添加到水性环氧树脂乳液、水性丙烯酸酯乳液或水性聚氨酯乳液中，制备了核壳结构导电聚苯胺水性抗静电涂料。申请号为201010295085.2的中国专利以水性导电聚苯胺作为抗静电添加剂，阳离子或非离子水性聚氨酯丙烯酸酯未成膜树脂，制备了一种水性体系紫外光固化抗静电涂料，基体材料的涂层面电阻范围为I X IO3-1 X IO9 Ω /sq,抗静电效果持久，面电阻上升率为1.3-8%/年。尽管以水性聚苯胺为抗静电添加剂的抗静电涂料已经有了很多报道，但是上述这些专利中所使用的成膜物质即高分子聚合物均为石化产品合成，对石化资源具有严重的依赖性。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种水性抗静电涂料组合物，减少石化产品的使用，降低对石化资源的依赖。本发明提供了具有式(I)或式(II)结构的水性聚氨酯:
权利要求
1.具有式(I)或式(II)结构的水性聚氨酯:
2.具有式(I)结构的水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤: 将三羟甲基丙烷、聚(碳酸酯-醚)多元醇、二月桂酸二丁基锡和二异氰酸酯混合，在惰性溶剂中发生反应，得到第一中间产物； 所述第一中间产物与亲水扩链剂反应，得到第二中间产物； 所述第二中间产物与小分子二元醇扩链剂反应，得到第三中间产物； 所述第三中间产物与聚乙二醇单甲醚磷酸酯反应，加水后，得到具有式(I)结构的水性聚氨酯； 所述聚(碳酸酯-醚)多元醇的结构如式(III)所示:
3.具有式(II)结构的水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤: 将三羟甲基丙烷、聚(碳酸酯-醚)多元醇、数均分子量为200 2000道尔顿的聚乙二醇、二月桂酸二丁基锡和二异氰酸酯混合，在惰性溶剂中发生反应，得到第一中间产物；将所述第一中间产物与小分子二元醇扩链剂反应，加水后，得到具有式(II)结构的水性聚氨酯； 所述聚(碳酸酯-醚)多元醇的结构如式(III)所示:
4.根据权利要求2或3任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述惰性溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇苯醚醋酸酯、二乙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇单乙醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯或丙二醇丁醚醋酸酯。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述三羟甲基丙烷、聚(碳酸酯-醚)多元醇、二异氰酸酯、亲水 扩链剂、小分子二元醇扩链剂和聚乙二醇单甲醚磷酸酯的质量比为(130 151):(1500 3500):(850 1320):(107 150):(216 365):(168 182)。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述三羟甲基丙烷、聚(碳酸酯-醚)多元醇、聚乙二醇、二异氰酸酯和小分子二元醇扩链剂的质量比为(126 160):(1500 3500): (200 1980): (850 1320): (220 342)。
7.一种水性抗静电涂料组合物，包括: 8 42重量份的权利要求1所述的具有式(I)或式(II)结构的水性聚氨酯； 5 12重量份的水性导电聚苯胺； 0.5 0.9重量份的水性流平剂； 0.2 0.6重量份的水性消泡剂； 4 9重量份的水性助剂； 3 4.8重量份的水性固化剂。
8.根据权利要求6所述的组合物，其特征在于，所述水性流平剂为丙烯酸酯型流平剂或有机硅型流平剂。
9.根据权利要求6所述的组合物，其特征在于，所述的水性固化剂为水性多异氰酸酯。
10.一种水性抗静电涂料组合物的制备方法，包括以下步骤: 将权利要求1所述的具有式(I)或式(II)结构的水性聚氨酯、水性导电聚苯胺、水性流平剂和水性消泡剂搅拌混合，得到混合物； 将所述混合物、水性助溶剂与水性固化剂混合，得到水性抗静电涂料组合物。
全文摘要
本发明提供了具有式(I)或式(II)结构的水性聚氨酯。一种水性抗静电涂料组合物，包括8～42重量份的权利要求1所述的具有式(I)或式(II)结构的水性聚氨酯；5～12重量份的水性导电聚苯胺；0.5～0.9重量份的水性流平剂；0.2～0.6重量份的水性消泡剂；4～9重量份的水性助剂；3～4.8重量份的水性固化剂。本发明以具有式(I)或式(II)结构的水性聚氨酯为成膜物质，减少了对石化产品的依赖，得到的水性抗静电涂料的抗静电效果更持久，面电阻上升率为0.38～2.44%/年。式(I)；式(II)。
文档编号C08G18/44GK103193957SQ20131009023
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月20日 优先权日2013年3月20日
发明者张红明, 高永刚, 李冬威, 李季, 王献红, 王佛松 申请人:中国科学院长春应用化学研究所