[发明专利]一种聚合物表面加硬剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚合物表面加硬剂及其制备方法，该加硬剂由主剂和固化剂组成，所述固化剂的质量为主剂的2‑8％,所述主剂由水性聚合物溶液和其质量0.5‑5％的无机填料混匀而成，所述水性聚合物溶液中含有水溶性聚氨酯‑脲聚合物和醋酸，所述水溶性聚氨酯‑脲聚合物有聚氨酯链段，也有聚脲链段，两链段通过固化剂交联且聚脲链段内具有不含羟基的非极性芳香二胺。优点为，其具有聚氨酯和聚脲的综合性能，将不含羟基的芳香二胺引入聚脲单元，提高聚脲单元的刚性，从而提升聚合物强度；PP和PVC膜等经该加硬剂表面处理后形成的复合膜，具有耐刮、耐腐蚀和耐黄变性能；该硬化剂为弱酸性体系，固化成膜时及随后使用中，均无氨类或醛类释放，健康环保。

技术领域

本发明属于聚合物表面处理改性领域，具体涉及一种聚合物表面加硬剂及其制备方法。

背景技术

在装饰薄膜材料领域，采用PVC或者PP膜作为基材，印制木纹等装饰涂层，可以替代传统的三聚氰胺纸，是一种新型的环保装饰材料。但是，由于PVC或者PP膜印制油墨的表面耐刮性能较低，而且不耐酒精等溶剂，无法达到行业标准。因此，在此类装饰膜表面往往需要涂覆表面加硬剂，进行表面保护。

目前针对PVC及PP膜进行表面加硬保护通常使用聚氨酯涂层，其具有强度高、韧性好等特点，故作为表面加硬剂得以应用。然而，目前多数聚氨酯涂层采用油性体系，存在醛类、氨类等TVOC超标的使用风险，无法达到环保型装饰材料的品质要求。另外，双组分水性聚氨酯涂层大多采用氮丙啶固化剂，会释放有毒有害的气味分子，具有潜在的生物毒性，而且碱性体系伴有氨类分子超标，对人体有危害。此外，现有的加硬涂层表面硬度达不到1H，耐磨耐刮性能较差，导致现有的PP装饰膜可使用领域受限，无法应用于复合地板。因此，仍需开发健康环保型水性聚氨酯涂层，要求不含醛类、氨类等有害化学物质，而且具有较高的表面硬度，更好地满足环保型装饰薄膜材料的表面改性需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供不同于传统聚氨酯涂层的聚合物表面加硬剂，以克服现有技术中存在的上述不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种聚合物表面加硬剂，其由主剂和固化剂组成，所述固化剂的质量为主剂的2-8％,所述主剂由水性聚合物溶液和其质量0.5-5％的无机填料混匀而成，所述水性聚合物溶液中含有水溶性聚氨酯-脲聚合物和醋酸，所述水溶性聚氨酯-脲聚合物的分子主链结构如下：

X基团为聚醚二元醇、聚酯二元醇或两者的混合和N-甲基二乙醇胺一起与二异氰酸酯发生聚氨酯反应后对应的链段，Y基团为聚醚二胺、聚酯二胺或两者的混合和非极性芳香二胺、脂肪二胺或两者的混合一起与二异氰酸酯发生聚脲反应后对应的链段，非极性的芳香二胺或脂肪二胺均不含有羟基，m和n均为不小于1的整数。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下进一步的具体或最优选择。

具体的，形成X基团时同时用到聚醚二元醇和聚酯二元醇，聚醚二元醇与聚酯二元醇的摩尔比例为0.1-10：1。

具体的，聚醚二元醇为数均分子量在400-2000的PEG、PPG或PTHF，聚酯二元醇为数均分子量1000-2000的PCDL。

具体的，形成Y基团时同时用到聚醚二胺和聚酯二胺，聚醚二胺和聚酯二胺的摩尔比例为0.1-10：1。

具体的，聚醚二胺为ED-600或ED-900，聚酯二胺为聚酯胺EPO。

具体的，形成Y基团时用到的芳香二胺的摩尔数占比形成Y基团时用到的二胺总摩尔数的1-60％。

优选的，非极性的芳香二胺为具有下述结构式的二胺中的一种或多种：

脂肪二胺的结构式如下：

其中n为2至10之间的整数。