[发明专利]一种涂料用改性聚氨酯乳液及其制备方法

说明书

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种涂料用改性聚氨酯乳液及其制备方法，S1、将异佛尔酮二异氰酸酯、聚己丙酯二元醇和催化剂保温聚合反应得到聚氨酯预聚物；S2、向S1得到的聚氨酯预聚物进行两次亲水扩链反应，高速搅拌下加入水分散液进行乳化，升温封端，再加入改性纳米氧化锌溶液复合得到改性聚氨酯乳液；S3、向S2得到的改性聚氨酯乳液中依次加入消泡剂和流平剂搅拌均匀得到涂料用改性聚氨酯乳液。本发明对聚氨酯进行两次亲水扩链，将八氟‑1,6‑己二醇作为扩链剂引入聚氨酯结构中，成膜过程中，全含氟链段向表面选择性富集，改性纳米氧化锌提高胶膜的致密程度，从而提高改性后的聚氨酯表面性能和整体性能。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种涂料用改性聚氨酯乳液及其制备方法。

背景技术

聚氨酯又称聚氨基甲酸酯，是由二元或多元异氰酸酯与二元或多元羟基化合物反应而成的高分子化合物，以其软硬度可调节范围广、耐低温、柔韧性好、附着力强等优点，主要原料异氰酸酯很活泼，不仅能与羟基树脂结合，还能与底材中的羟基结合，形成牢固的化学键和氢键，增强了与底材的粘附力，广泛的应用于涂料中，但仍存在硬度低、耐溶剂性差、表面光泽差、涂膜手感不佳等缺点，这也就限制了其应用。

为了提高水性聚氨酯涂料的综合性能，扩大其应用范围，需要对其进行改性，现有技术常常采用有机硅改性、丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机氟改性等；而有机氟改性过程中普遍引入羟基氟硅油，其在某些催化剂或者脱水剂的存在下，容易发生自缩合，且与异氰酸酯反应后，其耐水性差，稳定性不足并且含硅链段会降低聚氨酯涂层对基底的附着力。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种涂料用改性聚氨酯乳液及其制备方法，对聚氨酯进行前后两次亲水扩链，将八氟-1,6-己二醇作为扩链剂引入聚氨酯结构中，水分散过程中通过三乙胺进行封端，引入改性纳米氧化锌粒子，增加纳米氧化锌的稳定性和分散性，进而提高胶膜的致密程度，增加改性聚氨酯乳液的耐水性、耐腐蚀及稳定性。

本发明的目之一是提供一种涂料用改性聚氨酯乳液的制备方法，包括如下步骤：

S1、将异佛尔酮二异氰酸酯、聚己丙酯二元醇和催化剂80℃下保温进行聚合反应得到聚氨酯预聚物，期间根据体系的黏度加入丙酮降黏；

S2、向S1得到的聚氨酯预聚物中加入三羟甲基丙烷进行第一次亲水扩链反应，然后加入1,4丁二醇和八氟-1,6-己二醇进行第二次亲水扩链反应，室温且高速搅拌下加入水分散液进行乳化，升温至80℃进行封端反应，再加入改性纳米氧化锌溶液进行复合，得到改性聚氨酯乳液；

S3、在搅拌状态下向S2得到的改性聚氨酯乳液中依次加入消泡剂和流平剂搅拌均匀，去除溶剂得到涂料用改性聚氨酯乳液。

优选的，S1中，所述聚己丙酯二元醇的分子量为1000g/mol，所述异佛尔酮二异氰酸酯与聚己丙酯二元醇的质量比为5：4-3；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡，所述二月桂酸二丁基锡为异佛尔酮二异氰酸酯和聚己丙酯二元醇总质量的0.01％；所述反应的时间为2h。

优选的，S2中，所述三羟甲基丙烷为聚氨酯预聚物总质量的10％；所述第一次亲水扩链反应的温度为80℃，时间为1h。

优选的，S2中，所述1,4丁二醇和八氟-1,6-乙二醇为聚氨酯预聚物总质量的7％，1,4丁二醇和八氟-1,6-乙二醇质量比为1：1.4；所述第二次亲水扩链反应的时间为1h。

优选的，S2中，所述水分散液与聚氨酯预聚物质量比为1.5-2:1，所述水分散液中含有质量分数为0.03-0.05％的三乙胺；所述封端反应的时间为30min，复合的时间为30min。

优选的，S2中，所述高速搅拌的转速为1500-1800rpm。

优选的，S2中，所述改性纳米氧化锌溶液为改性聚氨酯乳液总质量的10％，所述改性纳米氧化锌溶液的制备方法包括如下步骤：