[发明专利]蓖麻油改性阳离子自交联聚氨酯聚脲水分散体及制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种蓖麻油改性自交联阳离子聚氨酯聚脲水分散体及其制备方法和在木器封闭底漆的应用，所述分散体包括(a)蓖麻油多元醇，(b)异氰酸酯，(c)至少一种含有叔氨基团的胺，(d)至少一种环氧树脂，(e)除组分(c)以外的含有羟基的低分子化合物，(f)除组分(c)以外的含有胺基的低分子化合物，(g)非离子亲水化合物和(h)至少一种中和剂。本发明所得蓖麻油改性自交联阳离子聚氨酯聚脲水分散体通过后扩链方式引入含有叔胺基团的胺，起到亲水作用，在后期应用于木器封闭底漆时，该叔胺基团可催化环氧基团形成自交联，使其具有优异的附着性及封闭性，同时化学品耐性性能优异。

技术领域

本发明涉及一种蓖麻油改性阳离子自交联聚氨酯聚脲水分散体的制备方法及其在木器封闭底漆的应用。

背景技术

水性木器漆由于其环保方面的优势一直受到涂料生产商和人们的关注，但在施工和推广过程中还存在许多难以解决的问题，例如水性色漆,尤其是白色漆或浅色漆，涂膜干燥后立即变色，导致与期望的颜色不一致。其主要原因为木材是亲水性的,其含有的色素(单宁酸)也具有亲水性，而水是水性涂料的主要组成物之一。当涂料涂覆于木材表面时,木材中的有色成分会迅速溶解到涂料的连续相——水中，就像在涂料中又添加了颜色，从而改变了涂料的色相。减少水溶性色素或单宁酸渗出的最简单有效的方法之一是涂装封闭底漆。阳离子树脂可以与木材中的单宁酸，以及部分油脂类物质分子形成离子键,反应形成的盐类物质被涂层固定在界面上,不会在高温、高湿条件下迁移渗出,导致涂层表面被氧化变色，从而影响涂膜的外观。

蓖麻油是一种天然可再生植物油，具有特殊的结构，不仅具有羟基，还含有双键，属于双官能度化合物。蓖麻油中的羟基可以直接和-NCO反应，其中的三官能度化合物可以增加聚氨酯的交联度，提高耐水性和机械性能，其中的碳碳双键可通过氧化交联，形成高性能的自交联聚合物材料，其中的非极性脂肪酸长链，进一步提高聚氨酯的基材润湿性、耐水性等。

环氧树脂含有环氧基，羟基，具有模量高、强度高和耐化学性好、热稳定性好等优点，能够通过共混和接枝共聚的方式与聚氨酯结合，目前已经成为提高水性聚氨酯耐水、耐溶剂性能及拉伸强度等各项综合性能的重要手段。

虽然目前有较多的文献和专利报道，但仍然存在附着力差，封闭性、入孔性、化学品耐性、耐水性差，硬度低，稳定性差等诸多问题。如CN 102093533 A公开了一种阳离子型水性聚氨酯木器封闭底漆，采用TDI、N220和MDEA为主要原料，但是采用N220为软段，合成WPU的硬度小，附着力差，同时乳液固含低，膜的填充性和手感方面有欠缺。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有的阳离子水性木器封闭底漆存在的问题，提供一种蓖麻油、环氧树脂双重改性的自交联阳离子聚氨酯聚脲水分散体的制备方法及其在木器封闭底漆的应用，该分散通过采用后扩链的方式引入含有叔胺基团的胺,起到亲水作用，在后期应用于木器封闭底漆时，该叔胺基团可催化环氧基团形成自交联，形成更加致密的网状结构，阻滞木材中单宁酸的不断渗出使其具有优异的附着性及封闭性，同时化学品耐性性能优异。通过引入蓖麻油多元醇带有的长碳脂肪链，能降低乳液的表面能，提高乳液在木材上的入孔性；蓖麻油多元醇中的不饱和双键随着时间的延长会缓慢发生氧化交联，进一步提高硬度和打磨性使其具有良好的硬度以及打磨性。

根据本发明的第一个方面，提供一种蓖麻油改性阳离子自交联聚氨酯聚脲水分散体，其包括以下组分：

(a)蓖麻油多元醇，10～45wt％，优选15～40wt％，

(b)异氰酸酯，10～50wt％，优选20-40wt％，

(c)至少一种含有叔氨基团的胺，所述含有叔氨基团的胺含有至少一个可与NCO呈反应活性的官能团，1～8wt％，优选2～5wt％，

(d)至少一种环氧树脂，10～20wt％，优选12～18wt％，

(e)除组分(c)以外的含有羟基的低分子化合物，0～10wt％，优选2～10wt％，