專利名稱：聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯、聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯、聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯涂料及其制備方法，屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚氨酯涂料是一類應(yīng)用廣泛的合成材料，現(xiàn)有的聚氨酯涂料主要為溶劑型，所用的溶劑如甲苯、苯、丁酮等大多易燃、易爆、易揮發(fā)、氣味大，使用時會造成一定的空氣污染，對人體造成潛在的傷害。水性聚氨酯是以水代替有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)的聚氨酯體系，也稱水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水為溶劑，具有無污染、安全可靠、機(jī)械性能優(yōu)良、相容性好、易于改性等優(yōu)點(diǎn)，近年來被廣泛應(yīng)用于涂料、膠粘劑、織物涂層與整理劑、皮革涂飾劑、紙張表面處理劑和纖維表面處理劑。根據(jù)所使用的聚合物二元醇的不同，水性聚氨酯主要分為聚酯型和聚醚型兩大
類。聚酯型水性聚氨酯分子中含有大量的酯鍵，粘結(jié)強(qiáng)度高、耐刮擦性等機(jī)械性能優(yōu)異，如專利CN201110258270. 9、CN200910150652. 2，然而，聚酯型水性聚氨酯耐水解性差，主要用于木器漆、室內(nèi)涂料等對水解要求較低的場所；聚醚型水性聚氨酯耐水解性及耐低溫性好，然而，聚醚型水性聚氨酯耐磨性、粘結(jié)性能等機(jī)械性能差，導(dǎo)致產(chǎn)品的應(yīng)用受到限制，雖然采用聚四氫呋喃、聚碳酸亞己酯二醇可以得到粘結(jié)強(qiáng)度高、耐磨性及耐刮擦性能優(yōu)良的水性聚氨酯涂料，但產(chǎn)品成本高，不利于工業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)，限制了其使用和推廣。另外，聚醚型和聚酯型水性聚氨酯的制備原料都是石化產(chǎn)物，因而，所得到的水性聚氨酯都無法擺脫對石化資源的嚴(yán)重依賴，造成了資源消耗。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中水性聚氨酯及水性聚氨酯涂料對石化資源的嚴(yán)重依賴，進(jìn)一步提高水性聚氨酯涂料的機(jī)械性能及耐水解性，本發(fā)明提供聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯、聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯涂料及其制備方法。本發(fā)明提供一種聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯，結(jié)構(gòu)式為式(I):
權(quán)利要求
1.聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯，其特征在于，結(jié)構(gòu)式為式(I)
2.聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯，其特征在于，結(jié)構(gòu)式為式(II)
3.權(quán)利要求1所述的聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(I)惰性氣氛下，將聚(碳酸酯-醚)二元醇與二異氰酸酯在溶劑中反應(yīng)，得到第一中間體；(2)將第一中間體與胺類親水?dāng)U鏈劑在溶劑中反應(yīng)，得到第二中間體；(3)第二中間體與小分子二元醇擴(kuò)鏈劑在溶劑中反應(yīng)，加入去離子水乳化后，加入質(zhì)子酸中和劑，反應(yīng)后得到聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯。
4.權(quán)利要求2所述的聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)惰性氣氛下，將聚(碳酸酯-醚)二元醇與二異氰酸酯在溶劑中反應(yīng)，得到第一中間體；(2)將第一中間體、催化劑和羧基類親水?dāng)U鏈劑在溶劑中反應(yīng)，得到第二中間體；(3)第二中間體與小分子二元醇擴(kuò)鏈劑在溶劑中反應(yīng)，加入去離子水乳化后，加入胺類中和劑，反應(yīng)后得到聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，所述的聚(碳酸酯-醚)二元醇的數(shù)均分子量為150(Γ7000道爾頓。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，所述的二異氰酸酯為2，4_甲苯二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯或1，6_己二異氰酸酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，所述的小分子二元醇擴(kuò)鏈劑為乙二醇、丁二醇、一縮二乙二醇或二縮三乙二醇。
8.聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯涂料，其特征在于，其組成及重量份為聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯水性流平劑水性潤濕劑水性消泡劑水性助溶劑水性固化劑·65 100重量份 0.1-0.3重量份 0.2 0.6重量份 O.1 0.5重量份·5-8重量份·2.3 5.2重量份;所述的聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯的結(jié)構(gòu)式為式(I)或式(II)，
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述的組成及重量份為聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯76 93重量份水性流平劑0.15 0.25重量份水性潤濕劑0.3 0.5重量份水性消泡劑0.2 0.4重量份水性助溶劑6 7重量份水性固化劑3 5重量份。
10.權(quán)利要求8所述的聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯涂料的制備方法，其特征在于， 包括以下步驟(1)將65 100重量份的聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯、0.1~0. 3重量份的水性流平劑、0. 2^0. 6重量份的水性潤濕劑和O. 1~0. 5重量份的水性消泡劑加入攪拌裝置中，攪拌 lh 3h，得到混合物；(2)向所述混合物中加入5~8重量份的水性助溶劑和2.3 5. 2重量份的水性固化劑，攪拌15-20min后，得到聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯涂料?；?br> 全文摘要
聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯、聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯涂料及其制備方法，解決了現(xiàn)有水性聚氨酯涂料的生產(chǎn)依賴石化資源的技術(shù)問題，并進(jìn)一步提高了水性聚氨酯涂料的機(jī)械性能及耐水解性。本發(fā)明的水性聚氨酯涂料的組成及重量份為65~100重量份的聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯，0.1~0.3重量份水性流平劑，0.2~0.6重量份水性潤濕劑，0.1~0.5重量份水性消泡劑，5~8重量份水性助溶劑，2.3~5.2重量份的水性固化劑。本發(fā)明的水性聚氨酯涂料不僅降低了二氧化碳對環(huán)境的污染，而且減小了涂料生產(chǎn)對石化資源的嚴(yán)重依賴，其涂膜具有優(yōu)異的機(jī)械性能，斷裂伸長率高達(dá)570%，拉伸強(qiáng)度高達(dá)8.1MPa。
文檔編號C09D175/08GK103044650SQ20131001171
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者張紅明, 趙強(qiáng), 王獻(xiàn)紅, 李季, 王佛松 申請人:中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所