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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711165862.X (22)申请日 2017.11.21 (71)申请人 鹤山市河本聚脂化工有限公司 地址 529725 广东省江门市鹤山市桃源镇 圩镇 (72)发明人 刘巧黄军波 (74)专利代理机构 广州嘉权专利商标事务所有 限公司 44205 代理人 丁佳佳 (51)Int.Cl. C08G 18/32(2006.01) C08G 18/34(2006.01) C08G 18/40(2006.01) C08G 18/42(2006.01) C08G 18/44(2。
2、006.01) C08G 18/48(2006.01) C08G 18/61(2006.01) C08G 18/65(2006.01) C08G 18/66(2006.01) C08G 18/69(2006.01) C08G 18/73(2006.01) C08G 18/75(2006.01) C08G 18/76(2006.01) (54)发明名称 一种高温自交联改性水性聚氨酯树脂及其 制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种高温自交联改性水性聚 氨酯树脂及其制备方法， 由以下组分按重量份数 制成： 多异氰酸酯(5080份)、 多元醇(100150 份)、 第一扩链剂(1020份)、 第二扩。
3、链剂(35 份)、 有机铋催化剂(0.050.1份)、 三乙胺(10 15份)、 水(300500份)、 氨基固化剂(1020 份)； 其制备方法包括以下步骤： 步骤1： 多元醇和 多异氰酸酯在8595下反应23h； 步骤2： 加 入第一扩链剂和第二扩链剂在7585下反应1 3h； 步骤3： 加入有机铋催化剂在6575下反 应23h； 步骤4： 降温至3545加入氨基固化 剂， 并加入三乙胺中和； 步骤5： 加入水， 获得的产 物在8595下反应23h， 真空脱出丙酮即获 得所述水性聚氨酯树脂。 权利要求书2页 说明书4页 CN 107828040 A 2018.03.23 CN 107828。
4、040 A 1.一种高温自交联改性水性聚氨酯树脂， 其特征在于： 所述高温自交联改性水性聚氨 酯树脂由以下组分按重量份数制成： 2.根据权利要求1所述的高温自交联改性水性聚氨酯树脂， 其特征在于： 所述多异氰酸 酯由甲苯二异氰酸酯、 异佛尔酮二异氰酸酯、 二苯基甲烷二异氰酸酯、 1,6-己二异氰酸酯、 苯二亚甲基二异氰酸酯、 萘-1,5-二异氰酸酯、 多亚甲基多苯基异氰酸酯、 四甲基苯二亚甲 基二异氰酸酯、 甲基环己基二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或其任意多种 组成。 3.根据权利要求1所述的高温自交联改性水性聚氨酯树脂， 其特征在于： 所述多元醇由 聚己内酯多元醇、 聚碳酸酯多元。
5、醇、 聚四氢呋喃醚多元醇、 聚环氧乙烷多元醇、 聚环氧丙烷 多元醇、 端羟基聚丁二烯、 聚硅氧烷多元醇和聚酯醚多元醇中的一种或其任意多种组成。 4.根据权利要求1所述的高温自交联改性水性聚氨酯树脂， 其特征在于： 所述的多元醇 为二元醇， 并由内酯二元醇、 聚碳酸酯二元醇、 聚四氢呋喃醚二元醇、 聚环氧乙烷二元醇、 聚 环氧丙烷二元醇、 端羟基聚丁二烯和聚硅氧烷二元醇中的一种或其任意多种组成。 5.根据权利要求1所述的高温自交联改性水性聚氨酯树脂， 其特征在于： 所述多异氰酸 酯中多异氰酸酯基团与所述多元醇中羟基基团的摩尔数之比为0.970.98。 6.根据权利要求1所述的高温自交联改性水性聚。
6、氨酯树脂， 其特征在于： 所述第一扩链 剂由二羟甲基丙酸、 二羟甲基丁酸、 二羟甲基戊酸和二羟甲基辛酸中的一种或其任意多种 组成； 所述第二扩链剂由乙二醇、 一缩二乙二醇、 1,4-丁二醇、 2,3-丁二醇、 1,6-己二醇、 新 戊二醇、 二甘醇、 甘油、 山梨醇、 三羟甲基丙烷和二羟甲基环己烷中的一种或其任意多种组 成。 7.根据权利要求1所述的高温自交联改性水性聚氨酯树脂， 其特征在于： 所述有机铋催 化剂由Coscat83、 有机铋1610、 有机铋2010、 有机铋2810和有机铋2808中的一种或其任意多 种组成。 8.一种制备如权利要求1-7中任一项所述的高温自交联改性水性聚氨酯。
7、树脂的方法， 其特征在于： 包括以下步骤： 步骤1： 多元醇和多异氰酸酯在8595下反应23h； 步骤2： 加入第一扩链剂和第二扩链剂在7585下反应13h； 步骤3： 加入有机铋催化剂在6575下反应23h； 权利要求书 1/2 页 2 CN 107828040 A 2 步骤4： 降温至3545加入氨基固化剂， 并加入三乙胺中和； 步骤5： 加入水， 获得的产物在8595下反应23h， 真空脱出丙酮即获得所述水性聚 氨酯树脂。 9.根据权利要求9所述的一种制备高温自交联改性水性聚氨酯树脂的方法， 其特征在 于： 步骤2还包括： 加入第一扩链剂和第二扩链剂的同时加入丙酮。 10.一种根据权利要。
8、求1-9所述的制备高温自交联改性水性聚氨酯树脂在涂料中的用 途。 权利要求书 2/2 页 3 CN 107828040 A 3 一种高温自交联改性水性聚氨酯树脂及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及高分子聚合物领域， 具体公开了一种高温自交联改性水性聚氨酯树 脂。 背景技术 0002 随着人们环保意识以及环保法规的加强， 环境友好的水性聚氨酯的研究、 开发日 益受到重视， 水性聚氨酯是优秀树脂的代表， 是现代水性树脂研究的热点之一。 0003 为改善水性聚氨酯树脂的性能， 业界中引用了自交联法。 所谓自交联法是指在水 性聚氨酯成膜后， 能自动进行化学反应实现交联， 提高涂膜的交联度， 改。
9、善涂膜的性能。 因 此必须对水性聚氨酯的大分子结构进行改性， 使得其在成膜后能发生自动氧化交联反应和 水解缩合反应， 提高综合性能。 该法应用较广， 市场上已有相关产品应市 0004 根据现有技术的自交联改性水性聚氨酯树脂对研磨料金刚砂的粘附力较弱， 抗撕 裂强度仍有欠缺。 发明内容 0005 本发明的目的在于克服现有技术的缺陷， 提高自交联改性水性聚氨酯树脂对研磨 料的粘附力， 增加抗撕裂强度。 0006 本发明提出一种高温交联改性水性聚氨酯树脂， 该树脂高温烘烤释时氨基固化剂 与聚氨酯组分反应提升树脂强度并与金刚砂反应交联， 显著提高附着力和成膜的撕裂强 度。 0007 为了实现以上目的及。
10、其他目的， 本发明是通过包括以下技术方案实现的： 0008 一种水性聚氨酯树脂， 所述水性聚氨酯树脂由以下组分按重量份数制成： 0009 0010 作为以上技术方案的一种改进， 所述多异氰酸酯由甲苯二异氰酸酯、 异佛尔酮二 异氰酸酯、 二苯基甲烷二异氰酸酯、 1,6-己二异氰酸酯、 苯二亚甲基二异氰酸酯、 萘-1,5-二 异氰酸酯、 多亚甲基多苯基异氰酸酯、 四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、 甲基环己基二异氰酸 酯和二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或其任意多种组成。 说明书 1/4 页 4 CN 107828040 A 4 0011 作为以上技术方案的一种改进， 所述多元醇由聚己内酯多元醇、 聚碳酸。
11、酯多元醇、 聚四氢呋喃醚多元醇、 聚环氧乙烷多元醇、 聚环氧丙烷多元醇、 端羟基聚丁二烯、 聚硅氧烷 多元醇和聚酯醚多元醇中的一种或其任意多种组成。 0012 作为以上技术方案的一种改进， 所述的多元醇为二元醇。 0013 作为以上技术方案的一种改进， 所述多元醇由己内酯二元醇、 聚碳酸酯二元醇、 聚 四氢呋喃醚二元醇、 聚环氧乙烷二元醇、 聚环氧丙烷二元醇、 端羟基聚丁二烯和聚硅氧烷二 元醇中的一种或其任意多种组成。 0014 作为以上技术方案的一种改进， 所述多异氰酸酯中多异氰酸酯基团与所述多元醇 中羟基基团的摩尔数之比为0.970.98。 0015 作为以上技术方案的一种改进， 所述第一。
12、扩链剂由二羟甲基丙酸、 二羟甲基丁酸、 二羟甲基戊酸和二羟甲基辛酸中的一种或其任意多种组成。 0016 作为以上技术方案的一种改进， 所述第二扩链剂由乙二醇、 一缩二乙二醇、 1,4-丁 二醇、 2,3-丁二醇、 1,6-己二醇、 新戊二醇、 二甘醇、 甘油、 山梨醇、 三羟甲基丙烷和二羟甲基 环己烷中的一种或其任意多种组成。 0017 作为以上技术方案的一种改进， 所述有机铋催化剂由Coscat83、 有机铋1610、 有机 铋2010、 有机铋2810和有机铋2808中的一种或其任意多种组成。 0018 作为以上技术方案的一种改进， 氨基固化剂选自市售常规产品。 0019 作为以上技术方案。
13、的一种改进， 氨基固化剂选择交联温度相对较低的产品， 利于 反应。 0020 本发明还公开了一种制备如上所述水性聚氨酯树脂的方法， 包括以下步骤： 0021 步骤1： 多元醇和多异氰酸酯在8595下反应23h； 0022 步骤2： 加入第一扩链剂和第二扩链剂在7585下反应13h； 0023 步骤3： 然后加入有机铋催化剂在6575下反应23h； 0024 步骤4： 降温至3545加入氨基固化剂， 并加入三乙胺中和； 0025 步骤5： 加入水， 获得的产物在8595下反应23h， 真空脱出丙酮即获得所述水 性聚氨酯树脂。 0026 作为以上技术方案的一种改进， 步骤2还包括： 加入第一扩链剂。
14、和第二扩链剂的同 时加入丙酮降低粘度。 其中， 丙酮的作用为调整反应溶液的粘度， 添加量可根据反应需要酌 情添加。 0027 本发明还公开了一种如上述所述水性聚氨酯树脂在涂料中的用途。 0028 所述用途为将所述水性聚氨酯树脂经增稠、 润湿、 消泡处理后， 可直接涂布。 0029 上述所述增稠、 润湿、 消泡处理步骤均采用现有技术中常用方式进行。 0030 与现有技术相比， 本发明取得的有益效果为： 0031 本发明的高温交联改性水性聚氨酯树脂， 其在乳化前加入氨基达到分子级别的混 合， 在使用过程中烘烤反应。 氨基固化剂常温稳定， 避免了外加固化剂导致涂料使用期短的 问题。 具体实施方式 0。
15、032 下面对本发明的具体实施例作详细介绍。 说明书 2/4 页 5 CN 107828040 A 5 0033 实施例1： 0034 取10kg甲苯二异氰酸酯、 10kg异佛尔酮二异氰酸酯、 10kg二苯基甲烷二异氰酸酯、 10kg1,6-己二异氰酸酯、 10kg苯二亚甲基二异氰酸酯、 10kg萘-1,5-二异氰酸酯、 5kg多亚甲 基多苯基异氰酸酯、 5kg四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、 5kg甲基环己基二异氰酸酯、 5kg二 环己基甲烷二异氰酸酯、 20kg聚己内酯多元醇、 20kg聚碳酸酯多元醇、 20kg聚四氢呋喃醚多 元醇、 20kg聚环氧乙烷多元醇、 20kg聚环氧丙烷多元醇、 2。
16、0kg端羟基聚丁二烯、 20kg聚硅氧 烷多元醇和10kg聚酯醚多元醇在8595下反应23h； 加入5kg二羟甲基丙酸、 5kg二羟甲 基丁酸、 5kg二羟甲基戊酸、 5kg二羟甲基辛酸和1kg乙二醇、 1kg一缩二乙二醇、 1kg 1,4-丁 二醇、 1kg 2,3-丁二醇和1kg 1,6-己二醇， 并同时加入适量的丙酮在7585下反应1 3h； 再加入0.01kgCoscat83、 0.01kg有机铋1610、 0.01kg有机铋2010、 0.01kg有机铋2810和 0.04kg有机铋2808在6575下反应23h； 降温至3545,加入20kg氨基固化剂， 并加 入15kg三乙胺中和。
17、； 最后加入500kg水， 获得的产物在8595下反应23h， 真空脱出丙酮 即获得所述水性聚氨酯树脂。 0035 实施例2 0036 取25kg甲苯二异氰酸酯、 25kg异佛尔酮二异氰酸酯、 20kg内酯二元醇、 20kg聚碳酸 酯二元醇、 20kg聚四氢呋喃醚二元醇、 10kg聚环氧乙烷二元醇、 10kg聚环氧丙烷二元醇、 10kg端羟基聚丁二烯和10kg聚硅氧烷二元醇在8595下反应23h； 加入5kg二羟甲基丙 酸、 5kg二羟甲基丁酸、 2kg乙二醇和2kg一缩二乙二醇， 并同时加入适量的丙酮在7585 下反应13h； 再加入0.05kgCoscat83和0.05kg有机铋1610在。
18、6575下反应23h； 降温 至3545,加入10kg氨基固化剂， 并加入10kg三乙胺中和； 最后加入300kg水， 获得的产物 在8595下反应23h， 真空脱出丙酮即获得所述水性聚氨酯树脂。 0037 实施例3 0038 取20kg甲苯二异氰酸酯、 20kg异佛尔酮二异氰酸酯、 20kg二苯基甲烷二异氰酸酯、 40kg聚己内酯多元醇、 40kg聚碳酸酯多元醇和40kg聚四氢呋喃醚多元醇在8595下反应 23h； 加入5kg二羟甲基丙酸、 5kg二羟甲基丁酸、 5kg二羟甲基戊酸、 2kg乙二醇、 1kg一缩二 乙二醇和1kg1 ,4-丁二醇， 并同时加入适量的丙酮在7585下反应13h；。
19、 再加入 0.02kgCoscat83、 0.02kg有机铋1610和0.02kg有机铋2010在6575下反应23h； 降温至 3545加入15kg氨基固化剂， 并加入12kg三乙胺中和； 最后加入400kg水， 获得的产物在 8595下反应23h， 真空脱出丙酮即获得所述水性聚氨酯树脂。 0039 实施例4 0040 取10kg苯二亚甲基二异氰酸酯、 10kg萘-1,5-二异氰酸酯、 10kg多亚甲基多苯基异 氰酸酯、 10kg四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、 10kg甲基环己基二异氰酸酯、 10kg二环己基甲 烷二异氰酸酯、 40kg聚环氧乙烷二元醇、 40kg聚环氧丙烷二元醇和40kg端羟。
20、基聚丁二烯在 8595下反应23h； 加入7kg二羟甲基戊酸、 7kg二羟甲基辛酸、 1kg2,3-丁二醇、 1kg 1, 6-己二醇、 1kg新戊二醇和1kg二甘醇， 并同时加入适量的丙酮在7585下反应13h； 再 加入0.01kg有机铋2810和0.05kg有机铋2808在6575下反应23h； 降温至3545加 入15kg氨基固化剂， 并加入12kg三乙胺中和； 最后加入400kg水， 获得的产物在8595下 反应23h， 真空脱出丙酮即获得所述水性聚氨酯树脂。 0041 实施例5： 说明书 3/4 页 6 CN 107828040 A 6 0042 取15kg1,6-己二异氰酸酯、 。
21、15kg苯二亚甲基二异氰酸酯、 15kg萘-1,5-二异氰酸 酯、 15kg多亚甲基多苯基异氰酸酯、 60kg聚硅氧烷多元醇和60kg聚酯醚多元醇在8595 下反应23h； 加入10kg二羟甲基丙酸、 10kg二羟甲基辛酸、 1kg1,6-己二醇、 1kg新戊二醇、 1kg二甘醇、 1kg甘油和1kg山梨醇， 并同时加入适量的丙酮在7585下反应13h； 再加入 0.02kgCoscat83、 0.02kg有机铋2810和0.03kg有机铋2808在6575下反应23h； 降温至 3545,加入15kg氨基固化剂， 并加入12kg三乙胺中和； 最后加入400kg水， 获得的产物在 8595下反。
22、应23h， 真空脱出丙酮即获得所述水性聚氨酯树脂。 0043 实施例6： 0044 取10kg二苯基甲烷二异氰酸酯、 10kg1,6-己二异氰酸酯、 10kg苯二亚甲基二异氰 酸酯、 10kg四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、 10kg甲基环己基二异氰酸酯、 10kg二环己基甲烷 二异氰酸酯、 30kg内酯二元醇、 30kg聚环氧丙烷二元醇、 30kg端羟基聚丁二烯和30kg聚硅氧 烷二元醇在8595下反应23h； 加入7kg二羟甲基丁酸、 7kg二羟甲基辛酸、 1kg二甘醇、 1kg甘油、 1kg山梨醇、 1kg三羟甲基丙烷和1kg二羟甲基环己烷， 并同时加入适量的丙酮在75 85下反应13h； 。
23、再加入0.1kgCoscat83在6575下反应23h； 降温至3545,加 入15kg氨基固化剂， 并加入10kg三乙胺中和； 最后加入400kg水， 获得的产物在8595下 反应23h， 真空脱出丙酮即获得所述水性聚氨酯树脂。 0045 本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例， 而并非是对本发明 的实施方式的限定， 对于所属领域的普通技术人员来说， 在上述说明的基础上还可以做出 其它不同形式的变化或变动， 这里无法对所有的实施方式予以穷举， 凡是属于本发明的技 术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之内。 说明书 4/4 页 7 CN 107828040 A 7 。