[发明专利]一种聚氨酯-聚脲多元醇的水分散体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚氨酯‑聚脲多元醇的水分散体，其采用包括如下组分的原料制得：a)含有两个羟基的扩链剂，所述含有两个羟基的扩链剂为二元胺扩链剂和多元胺扩链剂中的一种或多种；b)数均分子量大于500小于20000道尔顿的二元醇和多元醇中的一种或多种；c)异氰酸酯，所述异氰酸酯包括二异氰酸酯和多异氰酸酯中的一种或多种；d)亲水化合物组分，所述亲水化合物的亲水基团是离子基团、潜离子基团、非离子基团中的一种或多种。本发明能够应用于单/双组份涂料树脂。

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯-聚脲多元醇的水分散体及其制备方法。

背景技术

水性聚氨酯分散体以水为分散介质，无毒、无味、不燃，是一种环境友好型高分子材料。聚氨酯-聚脲多元醇水分散体是一种结构中含有羟基的水性聚氨酯，通过与异氰酸酯固化剂搭配使用可以获得良好的交联效果，性能能够达到甚至超过溶剂型聚氨酯树脂。目前合成聚氨酯-聚脲多元醇水分散体的方法采用的是醇过量封端的方式，包括大分子醇或小分子醇或氨基醇，如专利CN1278539A、CN102002166B、CN 103570915 A、US2007123643A1。此类分散体虽然合成方法不同，但是都具有一个共同的特点：这些专利通过醇类化合物封端制备得到端羟基的聚氨酯-聚脲分散体，这类化合物含有0.4-1.5wt％的羟基含量，但是由于封端分子量较小(低于10000道尔顿)，聚氨酯-聚脲不能用于单组分，只能用于双组份体系。这类分散体用作双组份涂料树脂时，0.4～1.5wt％的羟基含量意味着需要加入更多的价格昂贵的固化剂，应用成本较高；同时低分子对分散体的储存稳定性不利。此外由于现有的聚氨酯-聚脲分散体分子量低于10000道尔顿，力学性能较低，不能用做单组份涂料树脂使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以应用于单组份和双组份的高分子量的聚氨酯-聚脲多元醇水分散体，该分散体与现有技术中的聚氨酯-聚脲多元醇水分散体相比，其羟基含量较高，分子量较大。不同于现有技术的分散体普遍采用封端方法，本发明的聚氨酯-聚脲多元醇水分散体使用含有两个羟基的二元胺扩链剂或多元胺扩链剂得到。在获得较高羟基含量的同时，提高了分散体的分子量，用作双组份涂料时，可以实现搭配较少的固化剂即可获得良好的交联效果；用作单组份时，由于分散体分子量较大，也能满足使用要求。

为了实现以上发明目的，本发明的技术方案如下：

一种聚氨酯-聚脲多元醇的水分散体，其采用包括如下组分的原料制得：

a)含有两个羟基的扩链剂，所述含有两个羟基的扩链剂为二元胺扩链剂和多元胺扩链剂中的一种或多种；

b)数均分子量大于500小于20000道尔顿的二元醇和多元醇中的一种或多种；

c)异氰酸酯，所述异氰酸酯包括二异氰酸酯和多异氰酸酯中的一种或多种；

d)亲水化合物组分，所述亲水化合物的亲水基团是离子基团、潜离子基团、非离子基团中的一种或多种。其中所述潜离子基团是指具有与 NCO成反应堕性的可离子化的官能团，通过添加中和剂转换为相应的盐。

所述含有两个羟基的扩链剂选自以下结构式所示化合物中的一种或多种：

其中R₁为烷基或氢，优选氢、甲基、乙基、丙基，更优选甲基；R₂为烷基，优选乙基、丙基，更优选乙基。通过使用该类扩链剂，可以在较低温度下获得较高羟基含量(0.43-0.75wt％)、高分子量(15-25万道尔顿)的聚氨酯聚脲分散体。

所述含有两个羟基的扩链剂由丙烯酸羟基酯与含有伯氨基的二元胺或多元胺制备而成，

优选的，所述丙烯酸羟基酯选自甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟基丙酯、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯中的一种或多种，优选甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯中的一种或多种，更优选甲基丙烯酸羟乙酯；