[发明专利]一种水可分散异氰酸酯固化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种水可分散异氰酸酯固化剂及其制备方法，采用包括以下质量分数的原料制成：甲苯二异氰酸酯15%～25%；酯类溶剂5%～10%；三聚催化剂0.01%～0.1%；聚乙二醇单甲醚2%～10%；聚异氰酸酯三聚体50%～70%；丙二醇甲醚醋酸酯10%～20%；二月桂酸二丁基锡0～0.01%；终止剂0.01%～0.05%。本发明以甲苯二异氰酸酯、聚乙二醇单甲醚和聚异氰酸酯三聚体为原材料制备水可分散异氰酸酯固化剂，可以明显缩短抗压粘时间，提高漆膜铅笔硬度，干燥速度快，可降低成本，有利于双组分聚氨酯“油改水”的推广应用。

技术领域

本发明属于聚氨酯技术领域，具体涉及一种用于双组份聚氨酯木器涂料的水可分散异氰酸酯固化剂。

背景技术

近年来，随着环保法规的约束和人们对于健康的重视，水性木器涂料获得了快速增长。其中，双组份水性木器涂料由于接近于油性双组份聚氨酯木器涂料的性能而受到了家具厂的广泛欢迎。水性固化剂作为双组份水性木器涂料的组份之一，决定着涂膜的透明度、光泽、硬度、耐化学品等性能。

现有的水可分散性异氰酸酯固化剂，通常采用六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)三聚体与环己胺基丙磺酸反应制备，例如：美国专利文献US20040034162A1公开了一种使用环己胺基丙磺酸或环己氨基乙磺酸制备的改性聚异氰酸酯固化剂，该磺酸改性的聚异氰酸酯不需要高剪切力就能够在水中均匀分散。但是，该文献的水性固化剂干燥速度慢，涂装后的板材堆叠易粘连在一起，且由于原材料昂贵，影响了双组分水性木器涂料在家具厂中的推广使用。中国专利文献CN114634605A公开了一种水可分散的多异氰酸酯固化剂，原料包括磺酸盐改性二异氰酸酯预聚物、小分子多元醇、多异氰酸酯预聚物、延时固化助剂和亲水性溶剂；其中，磺酸盐改性二异氰酸酯预聚物是由TDI与小分子磺酸盐二元醇反应制得；多异氰酸酯预聚物为TDI-TMP加成物和TDI三聚体中的至少一种；延时固化助剂为非极性有机溶剂。但是，该文献存在添加的延时固化助剂不适合于用于木器涂料。专利文献CN114230764A公开了一种水性封闭型的聚异氰酸酯固化剂及其制备方法，将磺酸盐、二异氰酸酯三聚体和催化剂混合，进行第一次反应，待反应结束后加入亚硫酸氢盐，进行第二次反应。但是，该文献的封闭型水性固化剂解封温度为70℃，同样不适用于木器涂料。专利文献CN112210069A一种硅烷杂化季铵盐改性多异氰酸酯固化剂及其制备方法，将1.0-3.0％醇胺，2.0-4.0％硅烷偶联剂，90-94％多异氰酸酯在40-60℃氮气氛围的保护下，反应至体系NCO含量达到理论值，加入0.05-0.5％阻聚剂，制备出含叔胺的硅烷杂化多异氰酸酯固化剂；然后加入2.0-4.0％磺酸内酯与含叔胺的硅烷杂化多异氰酸酯固化剂反应至磺酸内酯消耗完，降温出料，固化剂可分散在水中，具有优良的抗划伤性、透明性和贮存稳定性。但是，该文献得到的是阳离子型水性固化剂，不适用于市场上大量使用的阴离子型羟基树脂。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于双组份聚氨酯木器涂料的水可分散异氰酸酯固化剂及其制备方法，以克服现有技术中存在的水性固化剂干燥速度慢的问题。

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明的一种水可分散异氰酸酯固化剂，其特征在于，采用包括以下质量分数的原料制成：甲苯二异氰酸酯15％～25％；酯类溶剂5％～10％；三聚催化剂0.01％～0.1％；聚乙二醇单甲醚2％～10％；聚异氰酸酯三聚体50％～70％；丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)10％～20％；二月桂酸二丁基锡0～0.01％；终止剂0.01％～0.05％；

所述甲苯二异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯，或者2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯的混合物，优选TDI-80(含质量分数为80％的2,4-甲苯二异氰酸酯和20％的2,6-甲苯二异氰酸酯的混合物)；

所述酯类溶剂为沸点小于200℃的有机酯类溶剂，优选为醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸乙酯和醋酸正丁酯中的至少一种；