一种醛酮改性自消光水性聚氨酯分散体及其制备方法与流程

1.本发明属于消光树脂生产制备领域，更具体的说涉及一种醛酮改性自消光水性聚氨酯分散体及其制备方法。


背景技术：

2.以消光为表面装饰的效果具有光泽柔和，高级感强的特点，水性聚氨酯消光树脂近年来在皮革涂饰、油墨、造纸、食品包装等领域越来越流行。向水性聚氨酯树脂中添加消光剂是实现消光效果最常用的方式。但是常用的消光剂多是无机物，它们与有机的聚氨酯基体相容性差，难以分散均匀，成膜不连续，消光剂与基体没有实现分子水平的结合，影响胶膜的耐刮、耐弯折、手感等物理性能。
3.自消光型的水性聚氨酯无需外添加消光剂即有消光效果，克服了无机消光剂相容性的问题，但是常规的水性自消光聚氨酯通过控制乳化过程形成较大的乳液颗粒获得消光效果，树脂成膜强度低，附着力差，物性差，耐热性不佳，影响其应用领域的拓宽。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种醛酮改性自消光水性聚氨酯分散体及其制备方法，通过将醛酮树脂和二异氰酸酯聚合，实现将醛酮树脂引入水性自消光聚氨酯的分子链结构内，将醛酮树脂与水性自消光聚氨酯通过化学键连接，实现这两种树脂在分子水平上的结合，弥补水性自消光聚氨酯的树脂成膜强度低，附着力差，物性差等不足，制备出具有优异的耐水性、附着力、耐热性的新型改性水性自消光聚氨酯。
5.本发明技术方案一种醛酮改性自消光水性聚氨酯分散体，按重量百分比计，主要由以下各组分组成：
[0006][0007]
一种醛酮改性自消光水性聚氨酯分散体制备方法，包括以下步骤：
[0008]
第一步，将配方组分重量的醛酮改性自消光水性聚氨酯与消泡剂进行高速充分混合；
[0009]
第二步，降低转速并保持对混合液进行低速搅拌，在混合液中泡沫消除后，采取多次分批加入的方式向混合液中加入ph调节剂和增稠剂：
[0010]
首先向混合液中加入第一批ph调节剂，调节混合液ph＝8～10；然后再加入第一批增稠剂，混合均匀；再后，依次加入下一批的ph调节剂和增稠剂直至加完配方组分重量的ph调节剂和增稠剂。
[0011]
优选地：所述醛酮改性自消光水性聚氨酯的制备方法为：
[0012]
s1、将60～80份大分子二醇、5～20份醛酮树脂、10～30份丁酮、3～6份亲水扩链剂、0～2份小分子二元醇和40～60份二异氰酸酯混合后，于70～95℃条件下反应2～3h，得预聚体；
[0013]
s2、将预聚体冷却至65℃，再往预聚体中加入30～60份丙酮降粘；
[0014]
s3、加入2～4份中和剂中和30min，然后边搅拌边加入250～350份去离子水乳化；
[0015]
s4、乳化完成后加入8～15份扩链剂于20～60℃至反应完全，然后减压蒸馏除去丙酮，得到醛酮改性自消光水性聚氨酯。
[0016]
优选地：所述大分子二醇为聚丙二醇、聚四氢呋喃二醇、聚酯二元醇、聚己内酯二元醇和聚碳酸酯二元醇中的至少一种，大分子二醇分子量为1000～3000；
[0017]
所述醛酮树脂为kr-120、kr-120a、kr-120b中的至少一种；
[0018]
亲水扩链剂为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸中的至少一种；
[0019]
小分子二元醇为乙二醇、丁二醇、新戊二醇、己二醇、环己烷二甲醇、三羟甲基丙烷中的至少一种；
[0020]
二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯中的至少一种；
[0021]
中和剂为三乙胺和n,n-二甲基乙醇胺中的至少一种；
[0022]
所述扩链剂为水合肼、乙二胺、异氟尔酮二胺，二乙烯三胺中的至少一种。
[0023]
优选地：所述消泡剂为tegofoamex825、tegofoamex8030和tegofoamex1488中的至少一种；
[0024]
所述ph调节剂为三乙胺、乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的至少一种；
[0025]
所述增稠剂为acrysolase60、rm-8w和acrysolsct-275中的至少一种。
[0026]
本发明技术方案的一种醛酮改性自消光水性聚氨酯分散体的有益效果是：该醛酮改性自消光水性聚氨酯分散体具有光泽度低、耐水性好，附着力好等优点
[0027]
本发明技术方案的一种醛酮改性自消光水性聚氨酯分散体制备方法的有益效果是：通过将醛酮树脂和二异氰酸酯聚合，实现将醛酮树脂引入水性自消光聚氨酯的分子链结构内，将醛酮树脂与水性自消光聚氨酯通过化学键连接，实现这两种树脂在分子水平上的结合，弥补水性自消光聚氨酯的树脂成膜强度低，附着力差，物性差等不足，制备出具有优异的耐水性、附着力、耐热性的新型改性水性自消光聚氨酯。
具体实施方式
[0028]
为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书实施例对本发明技术方案做进一步的说明。
[0029]
本发明技术方案一种醛酮改性自消光水性聚氨酯分散体，按重量百分比计，主要由以下各组分组成：
[0030]
[0031]
一种醛酮改性自消光水性聚氨酯分散体制备方法，包括以下步骤：
[0032]
第一步，将配方组分重量的醛酮改性自消光水性聚氨酯与消泡剂进行高速充分混合。
[0033]
第二步，降低转速并保持对混合液进行低速搅拌，在混合液中泡沫消除后，采取多次分批加入的方式向混合液中加入ph调节剂和增稠剂。首先向混合液中加入第一批ph调节剂，调节混合液ph＝8～10；然后再加入第一批增稠剂，混合均匀；再后，依次加入下一批的ph调节剂和增稠剂直至加完配方组分重量的ph调节剂和增稠剂。
[0034]
本发明技术方案中，所述醛酮改性自消光水性聚氨酯的制备方法为：
[0035]
s1、将60～80份大分子二醇、5～20份醛酮树脂、10～30份丁酮、3～6份亲水扩链剂、0～2份小分子二元醇和40～60份二异氰酸酯混合后，于70～95℃条件下反应2～3h，得预聚体。
[0036]
s2、将预聚体冷却至65℃，再往预聚体中加入30～60份丙酮降粘。
[0037]
s3、加入2～4份中和剂中和30min，然后边搅拌边加入250～350份去离子水乳化。
[0038]
s4、乳化完成后加入8～15份扩链剂于20～60℃至反应完全，然后减压蒸馏除去丙酮，得到醛酮改性自消光水性聚氨酯。
[0039]
上述技术方案中：
[0040]
所述大分子二醇为聚丙二醇、聚四氢呋喃二醇、聚酯二元醇、聚己内酯二元醇和聚碳酸酯二元醇中的至少一种，大分子二醇分子量为1000～3000。
[0041]
所述醛酮树脂为kr-120、kr-120a、kr-120b中的至少一种。
[0042]
亲水扩链剂为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸中的至少一种。
[0043]
小分子二元醇为乙二醇、丁二醇、新戊二醇、己二醇、环己烷二甲醇、三羟甲基丙烷中的至少一种。
[0044]
二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯中的至少一种。
[0045]
中和剂为三乙胺和n,n-二甲基乙醇胺中的至少一种。
[0046]
所述扩链剂为水合肼、乙二胺、异氟尔酮二胺，二乙烯三胺中的至少一种。
[0047]
所述消泡剂为tegofoamex825、tegofoamex8030和tegofoamex1488中的至少一种。
[0048]
所述ph调节剂为三乙胺、乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的至少一种。
[0049]
所述增稠剂为acrysolase60、rm-8w和acrysolsct-275中的至少一种。
[0050]
基于上述技术方案，下面提供几种实施例。
[0051]
实施例1：
[0052]
醛酮改性自消光水性聚氨酯分散体包括：
[0053][0054]
本实施例1中醛酮改性自消光水性聚氨酯按照以下步骤制备：
[0055]
a1、将80份聚丙二醇(分子量2000)、20份kr-120a，20份丁酮、6份二羟甲基丁酸和
60份六亚甲基二异氰酸酯混合后，于95℃反应3h得预聚体；
[0056]
a2、冷却至65℃，往预聚体中加入60份丙酮降粘；
[0057]
a3、加入4份n,n-二甲基乙醇胺中和30min，然后边搅拌边加入320份去离子水乳化；
[0058]
a4、乳化完成后加入15份水合肼，于60℃至反应完全，然后减压蒸馏除去丙酮，得到醛酮改性自消光水性聚氨酯。
[0059]
实施例2：
[0060]
醛酮改性自消光水性聚氨酯分散体包括：
[0061][0062]
本实施例2中醛酮改性自消光水性聚氨酯按照以下步骤制备：
[0063]
b1、将20份聚四氢呋喃二醇(分子量2000)，10份聚丙二醇(分子量1000)，50份聚酯二元醇(分子量3000)、5份kr-120，10份丁酮、3份二羟甲基丙酸、2份乙二醇和40份异佛尔酮二异氰酸酯混合后，于95℃反应2h得预聚体；
[0064]
b2、冷却至65℃，往预聚体中加入30份丙酮降粘；
[0065]
b3、加入2份三乙胺中和30min，然后边搅拌边加入250份去离子水乳化；
[0066]
b4、乳化完成后加入8份异氟尔酮二胺，于40℃至反应完全，然后减压蒸馏除去丙酮，得到醛酮改性自消光水性聚氨酯。
[0067]
实施例3：
[0068]
醛酮改性自消光水性聚氨酯分散体包括：
[0069][0070]
本实施例3中醛酮改性自消光水性聚氨酯按照以下步骤制备：
[0071]
c1、将40份聚碳酸酯二元醇(分子量2000)、30份聚丙二醇(分子量2000)、5份kr-120、5份kr-120a，20份丁酮、5份二羟甲基丙酸、1份环己烷二甲醇和20份六亚甲基二异氰酸酯、30份异佛尔酮二异氰酸酯混合后，于95℃反应3h得预聚体；
[0072]
c2、冷却至65℃，往预聚体中加入55份丙酮降粘；
[0073]
c3、加入4份n,n-二甲基乙醇胺中和30min，然后边搅拌边加入350份去离子水乳化；
[0074]
c4、乳化完成后加入5份水合肼、8份异氟尔酮二胺，于50℃至反应完全，然后减压蒸馏除去丙酮，得到醛酮改性自消光水性聚氨酯。
[0075]
实施例4：
[0076]
醛酮改性自消光水性聚氨酯分散体包括：
[0077][0078]
本实施例4中醛酮改性自消光水性聚氨酯按照以下步骤制备：
[0079]
d1、将60份聚四氢呋喃二醇(分子量2000)，10份kr-120b、15份丁酮、4份二羟甲基丙酸、1份丁二醇、0.5份三羟甲基丙烷和50份4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯混合后，于95℃反应2h得预聚体；
[0080]
d2、冷却至65℃，往预聚体中加入40份丙酮降粘；
[0081]
d3、加入3份三乙胺中和30min，然后边搅拌边加入300份去离子水乳化；
[0082]
d4、乳化完成后加入9份乙二胺、2份异氟尔酮二胺，于40℃至反应完全，然后减压蒸馏除去丙酮，得到醛酮改性自消光水性聚氨酯。
[0083]
实施例5：
[0084]
醛酮改性自消光水性聚氨酯分散体包括：
[0085][0086]
本实施例5中醛酮改性自消光水性聚氨酯按照以下步骤制备：
[0087]
e1、将20份聚己内酯二元醇(分子量1000)、40份聚酯二元醇(分子量3000)，12份kr-120、18份丁酮、4份二羟甲基丁酸、0.5份己二醇，0.5份新戊二醇，40份甲苯二异氰酸酯混合后，于70℃反应3h得预聚体；
[0088]
e2、冷却至65℃，往预聚体中加入45份丙酮降粘；
[0089]
e3、加入3份n,n-二甲基乙醇胺中和30min，然后边搅拌边加入300份去离子水乳化；
[0090]
e4、乳化完成后加入7份水合肼、1份二乙烯三胺，于30℃至反应完全，然后减压蒸馏除去丙酮，得到醛酮改性自消光水性聚氨酯。
[0091]
为进一步说明本发明技术方案的醛酮改性自消光水性聚氨酯分散体消光效果、附着力等性能，下面将按照上述实施例1至实施例5中配方组份制备的醛酮改性自消光水性聚氨酯分散体与市售产品性能指标对比，对比结果见下表1。
[0092]
表1：
[0093][0094]
由上表1可见，按照本发明技术方案制备的醛酮改性自消光水性聚氨酯分散体消光效果、附着力等性能均优于市场在售产品，同时本发明技术方案中，按照实施例2中配方组分制备的醛酮改性自消光水性聚氨酯分散体效果最佳。
[0095]
本发明技术方案在上面结合实施例对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。