[发明专利]有机海泡石改性双组分水性聚氨酯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种有机海泡石改性双组分水性聚氨酯及其制备方法。所述方法先将低聚物多元醇和二异氰酸在催化剂的作用下反应得到聚氨酯预聚体，再加入有机海泡石，制备有机海泡石改性水性聚氨酯多元醇分散体，最后加入消泡剂、流平剂与多异氰酸酯固化剂，制得有机海泡石改性双组分水性聚氨酯。本发明显著提高了双组分水性聚氨酯的其拉伸模量、拉伸强度、储能模量、损耗模量等性能，其接触角高达97.7°、拉伸模量高达388.2MPa、拉伸强度高达69.2MPa、储能模量高达1895.7MPa、损耗模量高达173.8MPa。

技术领域

本发明属于高分子复合材料领域，特别涉及一种有机海泡石改性双组分水性聚氨酯及其制备方法。

背景技术

传统涂料主要以溶剂型聚氨酯和溶剂型双组份聚氨酯为主，所用有机溶剂易燃、易爆、易挥发、气味大，使用时造成空气污染，带来公害问题。同时现有的双组份聚氨酯材料中普遍含有TDI、MOCA、DOP、DBP及铅、汞、锡类催化剂等有毒有害物质，严重伤害了施工人员和使用人员的身体健康。

随着全球环保意识的提高和环保法规的健全，传统溶剂型涂料中挥发性有机化合物(VOC)的排放愈来愈受到严格限制。水性涂料以水为分散介质，具有不燃、无毒、不污染环境和节省能源等优点。但是目前所用的单组份聚氨酯存在耐水性差，粘度低、初粘性不好，价格高等缺点，(Pacios V G,et al.Waterborne polyurethane dispersions obtainedwith polycarbonate of hexanediol intended for use as coatings[J].Progress inOrganic Coatings，2011,71(2)：136-146)双组份聚氨酯虽能解决单组份聚氨酯耐水性问题，但双组份水性聚氨酯与传统溶剂型聚氨酯相比，存在耐水性差以及拉伸模量、拉伸强度、储能模量、损耗模量性能差等问题，(Dewhurst J E,Drayton-Elder A S,Gao X P,etal.Property development during film formation of two component waterbornepolyurethane using dielectric spectroscopy[A].In:ACS Symposium Series.Filmformation in coating[C].Washington,DC:2001.790:124-140.)因此其在各领域的应用受到了限制，所以双组份水性聚氨酯的性能还需要进一步改进。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种有机海泡石改性双组分水性聚氨酯及其制备方法。所述有机海泡石改性双组分水性聚氨酯的原料配方更为合理、性能优良且节能环保，显著地提高了双组分水性聚氨酯的耐水性、拉伸模量、拉伸强度、储能模量、损耗模量等性能，有利于实现双组分水性聚氨酯向可持续发展的方向转化。

为实现上述目的，本发明具体技术方案如下：

有机海泡石改性双组分水性聚氨酯的制备方法，具体步骤如下：

步骤1，有机海泡石改性水性聚氨酯多元醇分散体的合成：将低聚物多元醇和二异氰酸酯混合均匀，滴加催化剂，在85～90℃下反应2～3h，得到聚氨酯预聚体，以低聚物多元醇、二异氰酸酯、小分子亲水扩链剂、小分子醇类扩链剂、交联剂和成盐剂的总质量为总量，按γ―氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)改性的海泡石(有机海泡石)与总量的质量比为3～6:50，加入有机海泡石，搅拌2～3h，降温至55～65℃，加入小分子亲水扩链剂反应1～2h，升温至75～85℃，加入小分子醇类扩链剂，反应1～1.5h后，加入有机溶剂降低粘度至溶液呈无色，反应1～1.5h，再加入交联剂，反应1.5～2h，降温至15～25℃，加入成盐剂进行中和反应，中和0.5～1h，剪切乳化，反应0.5～1h，旋转蒸发除去有机溶剂后，得到有机海泡石改性水性聚氨酯多元醇分散体；

步骤2，有机海泡石改性双组分水性聚氨酯乳液的制备：