[发明专利]一种用于单组份涂料的聚氨酯及其制备方法

说明书

本发明提供的一种用于单组份涂料的聚氨酯及其制备方法，该制备方法包括：步骤S1、二元异氰酸酯与封闭剂反应得到第一混合物，其中，所述二元异氰酸酯与封闭剂的摩尔比为0.9:1‑1:1；步骤S2、在所述第一混合物中加入水，扩链反应即得；制备过程中，通过控制二元异氰酸酯和封闭剂，和/或二元异氰酸酯和水的摩尔比，同时，通过控制其反应温度，能够有效的控制聚氨酯的质量。相比于现有技术中聚氨酯制备过程控制复杂、试剂种类多、成本高的问题，本发明的一种用于单组份涂料的聚氨酯及其制备方法，试剂种类少、成本低廉。

技术领域

本发明涉及涂层材料，更具体地，涉及一种用于单组份涂料的聚氨酯及其制备方法。

背景技术

电泳是涂装金属工件的最常用、也是最有效的方法之一。电泳涂装是将具有导电性的被涂物浸在装有电泳涂料的料槽中作为阴极/阳极，在料槽中另设置对应的阳极/阴极，在两极间接通电流一段时间，在被涂物表面沉积出均匀细密的涂膜。其中，电泳涂料，也称为电泳漆，是电泳涂装过程中影响最终涂膜质量的一个重要因素。

涂料是保护和装饰物体表面的涂装材料，将其涂于物体表面，能够形成一层薄膜，赋予物体以保护、美化或其他所需的效果。聚氨酯树脂是涂料用树脂中较为常见的一种。

目前，制备封闭聚氨酯一般利用甘油、三羟甲基丙烷和季戊四醇、等对二官能度的多异氰酸酯进行扩链，增加封闭聚氨酯的反应点，增加涂料涂膜的交联密度；或者，也可以采用多异氰酸酯的三聚体作为原料合成封闭聚氨酯。

用甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇等试剂，则存在扩链成本高，或反应控制条件苛刻、粘度大、易出现凝胶等现象，特别是三羟甲基丙烷和季戊四醇为固体，需先用溶剂溶解后再加入，对反应过程控制也需非常严格；多异氰酸酯三聚体合成的封闭聚氨酯价格偏高，必须再加入二元多异氰酸酯的封闭剂来调整涂料涂膜的性能，需要几种原材料，对公司的仓储和企业流动资金是一个考验。

目前常规方法制备封闭聚氨酯时，通常工艺过程较为复杂、控制条件较多，所用试剂种类多、成本高。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种用于单组份涂料的聚氨酯及其制备方法，以解决聚氨酯制备过程复杂、较难控制和成本高的技术问题。

本发明中，份可以是μg、mg、g、kg等本领域公知的重量单位，也可以是其倍数，如1/10、1/100、10倍、100倍等。

根据本发明的一个方面，提供一种聚氨酯的制备方法，该聚氨酯用于单组份涂料，包括：

步骤S1、二元异氰酸酯与封闭剂反应得到第一混合物，其中，所述二元异氰酸酯与封闭剂的摩尔比为0.9:1-1:1；

步骤S2、在所述第一混合物中加入水，扩链反应即得。

现有技术中的封闭聚氨酯一般是利用甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇等对二官能度的多异氰酸酯进行扩链，增加封闭聚氨酯的反应点，增加涂料涂膜的交联密度；或者，以多异氰酸酯的三聚体作为原料合成封闭聚氨酯。

由于三羟甲基丙烷、季戊四醇是固体，直接加入时其反应过程的控制需非常严格，工艺过程控制复杂。此外，采用该种方法获取封闭聚氨酯，其涉及的原材料种类繁多，价格成本高。

直接以水作为扩链剂，在合适的控制条件下，由二元异氰酸酯中的部分-NCO键与封闭剂发生封端反应后，再在水的作用下，所得第一混合物中的-NCO键再发生扩链反应即可得到封闭聚氨酯，能够简化工艺过程，有效降低成本。

可以理解的是，在制备过程中，即，在二元异氰酸酯与封闭剂发生封端反应，和/或，所得第一混合物在水的作用下发生扩链反应的过程中，加入共溶剂，以使反应更顺利的进行。共溶剂优选为二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、丁酮、甲基异丁基酮中的一种或几种；更优选地，共溶剂可选用甲基异丁基酮、乙酸丁酯和/或丙酮。