[发明专利]一种含有有机硅链段的水性异氰酸酯型固化剂的制备方法

说明书

本发明提供一种含有有机硅链段的水性异氰酸酯型固化剂的制备方法，该固化剂组成物单元组成为：R³NHCONH(XO)_cR¹_a(R²O)_bSiO_{(4‑a‑b‑c)/2}(Ia)。该方法包括加热单位组成为R¹_a(R²O)_bSiO_{(4‑a‑b‑c)/2}(XO)_c(Ib)的含氨基有机硅树脂和含有亲水基团的多异氰酸酯R³。其中，X为式(Ia)的SiOC‑键连接的基团：‑O‑Z‑NH₂；本方法合成工艺简单，不需压力设备，无腐蚀性副产物产生，可制备含有有机硅链段的多异氰酸酯水性固化剂。该有机硅水性异氰酸酯固化剂组成物特别适合用于高性能水性双组分聚氨酯涂料，可常温或低温烘烤与水性羟基丙烯酸树脂反应固化。由于有机硅链节的导入，与水性羟基丙烯酸树脂的成膜物具有优异的耐热性、耐候性、耐水性和高附着力，可用于高耐性水性涂料。

技术领域

本发明涉及一种含有有机硅链段的水性异氰酸酯型固化剂，尤其涉及其制备方法与组成物。

背景技术

随着政府限制VOC排放法律法规的不断推出及执法力度的不断加强，涂料行业的油转水趋势开始加速。众所周知，油性双组分聚氨酯体系占了整个涂料市场的60％以上，那么我们应该用何种环保体系来替换它呢？其中之一的解决方案就是双组份聚氨酯水性漆，其各方面性能俱佳，大部分性能已经达到甚至超过油性漆的水平，为水性漆中的高级产品。双组份聚氨酯水性漆靠-NCO基团和-OH基团的反应来交联固化得到优异的性能效果外，这从反应机理和结构上来说与油性聚氨酯体系基本一致，因此水性双组分聚氨酯体系是从结构和性能上最接近油性双组分聚氨酯体系的解决方案。此外，由于水性体系羟基树脂端选择的是耐候性极佳的羟基丙烯酸体系，固化剂端多采用的是脂肪族异氰酸酯固化剂，因此在耐候性上较油性有巨大优势，可使用于耐候性要求高的涂装体系。

水性异氰酸酯固化剂最早由拜尔公司发明，其通过在HDI或者IPDI等脂肪族异氰酸酯三聚体上接入一定量的亲水基团，使得异氰酸酯三聚体具有一定的水分散性。其所采用的亲水基团主要分为聚醚型和磺酸盐基团两种类型，特别是使用磺酸盐类型亲水基团改性的多异氰酸酯三聚体具有水分散性好，最终漆膜性能优异的特点。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种含有有机硅链段的水性异氰酸酯型固化剂R³NHCONH(XO)_c R¹_a(R²O)_bSiO_(4-a-b-c)/2(Ia)的制备方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种含有有机硅链段的水性异氰酸酯型固化剂R³NHCONH(XO)_c R¹_a(R²O)_bSiO_(4-a-b-c)/2(Ia)的制备方法，该方法包括加热1至25质量份的含有氨基并由R¹_a(R²O)_bSiO_(4-a-b-c)/2(XO)_c(Ib)的单元组成的有机硅树脂，75至99质量份的含有亲水基团的多异氰酸酯R³；其中，X为式(Ia)的SiOC-键连接的基团：-O-Z-NH₂；R³为含有亲水基团的水性异氰酸酯固化剂，主结构为亲水基团改性多异氰酸酯三聚体，多异氰酸酯包含但不限于HDI、IPDI、HMDI等脂肪族多异氰酸酯；其亲水基团包含但不限于聚醚链段、磺酸盐基团，优选磺酸盐基团；NCO值(wt％)范围为9～21％。

进一步的技术方案中，该多异氰酸酯优选HDI和IPDI。