[发明专利]一种水性聚氨酯乳液涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂料及其制备方法，尤其是涉及一种水性聚氨酯乳液涂料 及其制备方法。

背景技术

聚氨酯(PU)涂料具有优异的耐磨蚀、柔韧性、附着力和耐化学品性等性 能，广泛用作木器漆、建筑涂料、汽车漆及防水涂料等领域。由于溶剂型分聚 氨酯中含有大量有机溶剂，严重污染环境，特别是溶剂型的残留异氰酸酯单体， 毒性很高，对人的身体健康危害极大。

随着人类生活质量的提高，环保法规也越来越严格，各种环保条例对挥发 性有机化合物(VOC)的排放量、有害溶剂的含量都有严格限制。水性聚氨酯由 于其以水为分散介质，不仅具有无毒、不易燃烧、不污染环境、节能、安全可 靠等优点，因此近年来水性聚氨酯乳液涂料获得了广泛的关注。但国内水性聚 氨酯乳液的研究起步较晚，发展也较缓慢。70年代后期国内对其开展了相关的 研究，但聚醚型、甲苯二异氰酸酯(TDI)芳香族型占绝大多数，其合成出的 水性聚氨酯容易黄变，且膜的表面发粘，机械性能也不太理想。本发明对聚酯 型和异福尔酮二异氰酸酯(IPDI)的水性聚氨酯的合成进行了研究。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种耐黄变、 耐水性较好、在PET薄膜上易剥离，具有较好的耐模压温度的水性聚氨酯乳液 涂料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种水性聚氨酯乳液涂料，其特征在于，该涂料包括以下组分及含量 (wt％)：

异福尔酮二异氰酸酯    20～40；

聚酯                  20～40；

亲水性扩链剂          5～10；

扩链剂                2～10；

交联剂                1～3；

中和剂                3～10；

N-甲基吡咯烷酮        0.5～8。

所述的聚酯包括市售聚酯210N或聚酯220N。

所述的亲水性扩链剂包括二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、酒石酸或乙二胺 基乙磺酸钠。

所述的扩链剂包括异福尔酮二胺、乙二胺、三甲基乙二胺、乙二醇、甲基 丙二醇、一缩乙二醇、1，4-丁二醇或对苯二酚二羟乙基醚。

所述的交联剂包括三羟甲基丙烷、三乙醇胺或三乙胺。

所述的中和剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、三乙胺、三甲胺或N，N- 二甲基乙醇胺。

一种水性聚氨酯乳液涂料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)备料

按照以下组分及含量(wt％)备料：

异福尔酮二异氰酸酯    20～40，

聚酯                  20～40，

亲水性扩链剂          5～10，

扩链剂                2～10，

交联剂                1～3，

中和剂                3～10，

N-甲基吡咯烷酮        0.5～8；

(2)聚酯除水

称取聚酯，将该聚酯加热至110～130℃，并利用油泵抽真空干燥0.5～2h， 然后将聚酯降温到70～85℃；

(3)预聚物合成

把异福尔酮二异氰酸酯加入聚酯中，控制温度为70～85℃搅拌反应1～3h， 然后加入亲水性扩链剂及交联剂，继续搅拌1～3h，得到预聚物；

(4)预聚物中和

将预聚物的温度降至40～50℃，加入N-甲基吡咯烷酮，再通过恒压滴定漏 斗滴加中和剂，搅拌反应15～45min；

(5)扩链及乳化

将扩链剂溶解在水中，再通过恒压滴定漏斗将扩链剂溶液滴加到中和后的 预聚物中，搅拌速率控制在1000～3000rpm，搅拌20～40min后取出液体，静置， 即得到样品。