一種耐光性水性聚氨酯的制備方法技術

本發明專利技術公開一種耐光性水性聚氨酯的制備方法，在二月桂酸二丁基錫催化劑條件下，將聚四氫呋喃醚二醇與二異氰酸酯混合，于70~90℃下攪拌反應2~4h，得到聚氨酯預聚體；往聚氨酯預聚體中加入親水擴鏈劑、多羥基化合物和丁酮，于70~90℃條件下攪拌反應1.0~3.5h，加入三乙胺進行中和，攪拌反應40~60min，加水進行乳化，形成一種親水的聚氨酯，往親水的聚氨酯體系中加入納米乳液，在pH為7的條件下剪切攪拌40~60min，得到耐光性水性聚氨酯。所制備的耐光性水性環保、價格低廉，能滿足市場對耐光性聚氨酯性能的需求。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種水性聚氨酯的制備方法，特別涉及。
技術介紹
水性聚氨酯以水為分散介質，無毒無味、不污染環境，廣泛應用于水性涂料、水性油漆的制備。但由于使用領域常接觸太陽光，太陽光線中含有大量對淺色物體有害的紫外光，其波長29(T460nm，這些紫外光通過化學上的氧化還原作用，使材料表面發生顏色變化，影響表面外觀。目前聚氨酯常用芳香族異氰酸酯作原料，但芳香族異氰酸酯制備的聚氨酯易泛黃，不能滿足清漆、白漆及戶外裝飾的需要，因此常采用脂肪族異氰酸酯制備耐光性的水性聚氨酯分散液，但由于脂肪族分子結構中缺少剛性苯環，合成的水性聚氨酯涂膜硬度較低，耐水性、耐溶劑性差，難以滿足市場對耐光性聚氨酯的需求。
技術實現思路
本專利技術采用了以下技術方案。(1)、在二月桂酸二丁基錫催化劑存在的條件下，按NC0/0H的摩爾比為1.6:1~4.0:1，將聚四氫呋喃醚二醇與二異氰酸酯混合，于70 901:下攪拌反應2~1，得到聚氨酯預聚體A ;所述催化劑用量為聚四氫呋喃醚二醇與二異氰酸酯總重量的0.15 0.4% ； (2)、向A中加入羧基含量為A重量1.5 4.2%的親水擴鏈劑，攪拌反應時間為3(T60min，施加A重量0.2^0.8%的多羥基化合物進行交聯，攪拌反應時間為30min，加入A重量10 30%的丁酮，于7(T90°C條件下攪拌反應1.(Γ3.5h，按C00H/NH2的摩爾比為0.5: 1~1.4:1，加入三乙胺進行中和，攪拌反應4(T60min，加水進行乳化，形成一種親水的聚氨酯B備用；(3)、將乳化劑IOg溶于50g水中，加入納米材料2 5g、紫外吸收劑I飛g、抗氧化劑2 3g，剪切攪拌乳化，攪拌速度400~l500r/min，乳化30~60min，得納米乳液備用； (4)、加入B固含量20 40%的納米乳液于B中，在pH為7的條件下剪切攪拌40~60min，得到耐光性水性聚氨酯C。聚四氫呋喃醚二醇的數均分子量Mn為1000g/mol ;二異氰酸酯為六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯中的任意一種；擴鏈劑為二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸中的任意一種；多羥基化合物為四羥甲基硫酸磷、三羥甲基丙烷中的任意一種；乳化劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、六偏磷酸鈉的任意一種；納米材料為納米氧化鋅、納米二氧化硅、納米氧化鐵中的任意一種；紫外吸收劑為鄰羥基苯甲酸苯酯、2，4_ 二羥基二苯甲酮、單苯甲酸間苯二酚酯中任意兩種的混合物；抗氧化劑為丁基羥基茴香醚、二丁基羥基甲苯、乙二胺四乙酸中任意兩種的混合物。本專利技術具有以下特點: (1)、所制備的耐光性水性聚氨酯與材料相容性好； (2)、選擇的二異氰酸酯具有很好的耐光性； (3)、納米材料環保、價格低廉，具有吸收紫外線功能，所制備的耐光性聚氨酯不會提高成本； (4)、采用多羥基化合物對聚氨酯進行交聯改性，改變傳統耐光性聚氨酯耐溶劑性差、力學性能差的特點； (5)、納米材料和紫外線吸收劑吸收紫外光，氧化劑阻止聚氨酯被氧化，采用納米材料、紫外線吸收劑、抗氧化劑發揮協同效應，提高聚氨酯的耐光性。具體實施方式下面結合實例進一步說明本專利技術。實例一 (1)、在裝有攪拌漿、溫度計、冷 凝管的500ml的四口燒瓶中，將聚四氫呋喃醚二醇10.0g與異佛爾酮二異氰酸酯35.5g混合，在二月桂酸二丁基錫催化劑0.07g存在的條件下，于70°C下攪拌反應2h，得45.3g聚氨酯預聚體； (2)、向聚氨酯預聚體中加親水擴鏈劑二羥甲基丙酸2.02g，攪拌反應時間為30min，加入四羥甲基硫酸磷0.09g進行交聯，攪拌反應時間為30min，加入丁酮溶劑4.5g，于70°C條件下攪拌反應1.0h，加入三乙胺3.05g進行中和，攪拌反應40min，加水150g進行乳化，得固含量為24.9%的親水性聚氨酯202.5g，轉入到500ml燒杯中備用； (3)、將乳化劑IOg溶于50g水中，加入納米氧化鐵2g、2，4-二羥基二苯甲酮0.5g、單苯甲酸間苯二酹酯0.5g、二丁基輕基甲苯lg、乙二胺四乙酸lg，剪切乳化速度400r/min,乳化時間30min,得納米乳液備用； (4)、加入納米乳液10.1g于親水性聚氨酯中，在pH為7的條件下剪切攪拌40min，得到耐光性水性聚氨酯。實例二 (1)、在裝有攪拌漿、溫度計、冷凝管的500ml的四口燒瓶中，將聚四氫呋喃醚二醇10.0g與六亞甲基二異氰酸酯67.2g混合，在二月桂酸二丁基錫催化劑0.31g存在的條件下，于90°C下攪拌反應4h，得到77.5g聚氨酯預聚體； (2)、向聚氨酯預聚體中加入親水擴鏈劑二羥甲基丁酸10.71g，攪拌反應時間為60min,加入三羥甲基丙烷0.62g進行交聯，攪拌反應時間為30min，加入丁酮溶劑23.3g，于90°C條件下攪拌反應3.5h，施加三乙胺5.22g進行中和，攪拌反應60min，加水150g進行乳化，得固含量為33.2%的親水性聚氨酯267.4g，轉入到500ml燒杯中備用； (3)、將十二燒基苯磺酸鈉IOg溶于50g水中,加入納米二氧化娃5g、鄰輕基苯甲酸苯酯2.5g、2，4- 二輕基二苯甲酮2.5g、丁基輕基茴香醚1.5g、二丁基輕基甲苯1.5g，剪切乳化速度1500r/min,乳化60min,得納米乳液備用； (4)、加入納米乳液35.5g于親水性聚氨酯中，在pH為7的條件下剪切攪拌60min，得到耐光性水性聚氨酯。實例三 (I)、在裝有攪拌漿、溫度計、冷凝管的500ml的四口燒瓶中，將聚四氫呋喃醚二醇10.0g與異佛爾酮二異氰酸酯62.2g混合，在二月桂酸二丁基錫催化劑0.20g存在的條件下，于80°C下攪拌反應3 h，得到聚氨酯預聚體72.3g ； (2)、向聚氨酯預聚體中加入親水擴鏈劑二輕甲基丙酸6.2g,攪拌反應時間為45min,繼續加入四羥甲基硫酸磷0.36g，攪拌反應時間為30min，加入丁酮14.5g，于80°C條件下攪拌反應2 h，加入三乙胺4.9g進行中和，攪拌反應50min，加水160g進行乳化，形成固含量為32.3%的水性聚氨酯257.9g，轉入到500ml燒杯中備用； (3)、將六偏磷酸鈉IOg溶于50g水中，加入納米氧化鋅3.5g、鄰羥基苯甲酸苯酯1.5g、單苯甲酸間苯二酚酯1.5g、丁基羥基茴香醚1.25g、乙二胺四乙酸1.25g，剪切乳化速度950r/min,乳化時間45min,得納米乳液備用； (4)、加入納米乳液25.0g于親水性聚氨酯中，在pH為7的條件下剪切攪拌50min，得到耐光性水性聚氨酯。實例四 (1)、在裝有攪拌漿、溫度計、冷凝管的500ml的四口燒瓶中，將聚四氫呋喃醚二醇10.0g與六亞甲基二異氰酸酯47.2g混合，在二月桂酸二丁基錫催化劑0.16g存在的條件下，于80°C下攪拌反應3h，得到57.0g聚氨酯預聚體； (2)、向聚氨酯預聚體中加入·親水擴鏈劑二輕甲基丁酸5.25g,攪拌反應時間為60min,加入三羥甲基丙烷0.34g進行交聯，攪拌反應時間為50min，加入丁酮溶劑17.lg，于80°C條件下攪拌反應3.5h，加入三乙胺3.58g進行中和，攪拌反應50min，加水150g進行乳化，得固含量為28.4%的親水性聚氨酯233本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種耐光性水性聚氨酯的制備方法，其特征在于：（1)、在二月桂酸二丁基錫催化劑存在的條件下，按NCO/OH?的摩爾比為1.6:1~4.0:1，將聚四氫呋喃醚二醇與二異氰酸酯混合，于70~90℃下攪拌反應2~4h，得到聚氨酯預聚體A；所述催化劑用量為聚四氫呋喃醚二醇與二異氰酸酯總重量的0.15~0.4％；（2)、向A中加入羧基含量為A重量1.5~4.2％的親水擴鏈劑，攪拌反應時間為30~60min，施加A重量0.2~0.8%的多羥基化合物進行交聯，攪拌反應時間為30min，加入A重量10~30％的丁酮，于70~90℃條件下攪拌反應1.0~3.5h，按COOH/NH2?的摩爾比為0.5:1~1.4:1，加入三乙胺進行中和，攪拌反應40~60min，加水進行乳化，形成一種親水的聚氨酯B備用；（3)、將乳化劑10g溶于50g水中，加入納米材料2~5g、紫外吸收劑1~5g、抗氧化劑2~3g，剪切攪拌乳化，攪拌速度400~1500r/min，乳化30~60min，得納米乳液備用；（4）、加入B固含量20~40%的納米乳液于B中，在pH為7的條件下剪切攪拌40~60min，得到耐光性水性聚氨酯C。

【技術特征摘要】
1.一種耐光性水性聚氨酯的制備方法，其特征在于: (1)、在二月桂酸二丁基錫催化劑存在的條件下，按NCO/OH的摩爾比為1.6:廣4.0:1，將聚四氫呋喃醚二醇與二異氰酸酯混合，于7(T90°C下攪拌反應2 4h，得到聚氨酯預聚體A ;所述催化劑用量為聚四氫呋喃醚二醇與二異氰酸酯總重量的0.15^0.4% ； (2)、向A中加入羧基含量為A重量1.5 4.2%的親水擴鏈劑，攪拌反應時間為3(T60min，施加A重量0.2^0.8%的多羥基化合物進行交聯，攪拌反應時間為30min，加入A重量10 30%的丁酮，于7(T90°C條件下攪拌反應1.(Γ3.5h，按COOH/NH2的摩爾比為0.5: f1.4:1，加入三乙胺進行中和，攪拌反應4(T60min，加水進行乳化，形成一種親水的聚氨酯B備用； (3)、將乳化劑IOg溶于50g水中，加入納米材料2 5g、紫外吸收劑I飛g、抗氧化劑2 3g，剪切攪拌乳化，攪拌速 度40(Tl500r/min，乳化3(T60min，得納米乳液備用； (4)、加入B固含量20 40%的納米乳液于B中，在pH為7的條件下剪切攪拌4(T60min，得到耐光性水性聚氨酯C。2.如權利要求...

【專利技術屬性】
技術研發人員：段寶榮，高龍，宋宇，
申請(專利權)人：段寶榮，
類型：發明
國別省市：