一種耐光與防水性水性聚氨酯涂料與膠粘劑的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及聚氨酯涂料的制備方法，特別涉及耐光與防水性水性聚氨酯涂料與膠 黏劑的制備方法。
【背景技術】
[0002] 防水材料主要應用領域包括房屋建筑的屋面、地下、外墻和室內；城市道路橋梁和 地下空間等市政工程；高速公路和高速鐵路的橋梁、隧道；地下鐵道等交通工程；引水渠、 水庫、壩體、水利發電站及水處理等水利工程，適用于屋面和廁浴間、地下室、蓄水池、墻面 的防水，防滲、防潮。按照應用材料來分可用于造紙、紡織、皮革等領域。
[0003] 聚氨酯進行合成常采用二月桂酸二丁基錫做催化劑，但由于重金屬錫在隨著聚氨 酯的降解而對環境造成危害，降低催化劑的毒性是聚氨酯合成中的一大難題。
[0004] 水性聚氨酯（又稱水基聚氨酯）是一種在聚氨酯的分子鏈中含有親水性基團的聚 氨酯樹脂，與水具有很強的親和性，采用特定的工藝能使之在水中分散并形成穩定的體系。 水性聚氨酯主要應用于皮革涂飾、紡織印染、造紙業、建筑外墻涂料、膠粘劑、鑄鋼涂料等方 面，所涉及的領域都與太陽光緊密接觸，因此，其在天氣變化下耐光應該是涂料的一個重要 技術指標。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是，提供一種耐光與防水性水性聚氨酯涂料與膠黏劑 的制備方法，選擇二月桂酸二丁基錫作催化劑，白藜蘆醇、物質B降低聚氨酯的黃變性，利 用物質C進行防水，可以制備出具有耐光與防水性的水性聚氨酯涂料與膠黏劑。
[0006] -種耐光與防水性水性聚氨酯涂料與膠粘劑的制備方法，其特征在于： (1) 在二月桂酸二丁基錫存在的條件下，將聚四氫呋喃醚二醇與異佛爾酮二異氰酸酯 按重量比1:1. 5~1 :3. 8混合，于70~90°C下反應l~5h，得到聚氨酯預聚體A，所述二月桂酸 二丁基錫用量為聚四氫呋喃醚二醇與異佛爾酮二異氰酸酯總重量的〇. 12~0. 32% ; (2) 向預聚體A加入預聚體A重量1~3. 6 %的擴鏈劑和預聚體A重量18~25 %的丙 酮溶劑，于70~90°C條件下反應2~4h，加預聚體A重量為10~18%的三乙胺進行中和反應 30~60min，加入白藜蘆醇、物質B、物質C和山梨糖醇，于80°C反應lh，加水、十二烷基磺酸 鈉和氨三乙酸三鈉進行乳化60min，得耐光與防水性水性聚氨酯涂料與膠黏劑，物質B、物 質C分別為預聚體A重量的1%和1%，十二烷基磺酸鈉和氨三乙酸三鈉為預聚體A重量的 0. 2~0. 5%和0. 1~0. 2%，白藜蘆醇和山梨糖醇分別為預聚體A重量的2%和0. 4%。
[0007] 聚四氫呋喃醚二醇的分子量為2000g/mol ;擴鏈劑為二羥甲基丙酸、二羥甲基丁 酸中的任意一種；物質B為二甲基二硫代氨基甲酸鋅、二硫代磷酸二乙酯、亞磷酸三異丙酯 中的任意一種；物質C為甲基硅酸鉀、甲基硅酸鈉中的任意一種。
[0008] 本發明具有以下特點： (1)白藜蘆醇購買于南京景竹生物科技有限公司； (2) 甲基硅酸鉀、甲基硅酸鈉選自于佛山市盈智有機硅材料有限公司，但本發明性能選 擇其他廠家也適合； (3) 甲基硅酸鉀、甲基硅酸鈉做防水材料，白藜蘆醇和物質A抑制聚氨酯發黃； (4) 氨三乙酸三鈉的中文別名氮川三乙酸三鈉和氨三乙酸三鈉鹽單水合物，山梨糖醇 別名山梨醇； (5) 山梨醇降低二月桂酸二丁基的毒性，對其進行固定； (6) N-水楊酰胺酞酰亞胺來自于江蘇洪興化工廠，主要發揮著抑制氧化發黃(耐光）的 作用；
【具體實施方式】下面結合實例進一步說明本發明。
[0009]實例一 (1) 在帶有攪拌棒、溫度計的500ml三口瓶中加入二月桂酸二丁基錫0. 15g、將聚四氫 呋喃醚二醇50g和異佛爾酮二異氰酸醋75g，于70°C下反應lh，得到124. 9g聚氨醋預聚體 A，所述聚四氫呋喃醚二醇的分子量為2000g/mol ; (2) 向聚氨酯預聚體A加入二羥甲基丙酸I. 25g和丙酮溶劑22. 5g，于70°C條件下反應 2h，在70°C加三乙胺12. 5g進行中和反應30min，在75°C加入白藜蘆醇2. 5g、二甲基二硫代 氨基甲酸鋅I. 25g、甲基硅酸鉀I. 25g和山梨糖醇0. 5g，于80°C反應lh，加水120g、十二烷 基磺酸鈉〇. 25g和氨三乙酸三鈉 0. 12g，80°C進行乳化60min，得耐光與防水性水性聚氨酯 涂料與膠黏劑。
[0010] 實例二 (1) 在帶有攪拌棒、溫度計的500ml三口瓶中加入二月桂酸二丁基錫0. 46g，將聚四氫 呋喃醚二醇30g與異佛爾酮二異氰酸醋114g混合，于90°C下反應5h，得到聚氨醋預聚體 A143. 6g，所述聚四氫呋喃醚二醇的分子量為2000g/mol ; (2) 向聚氨酯預聚體A加入二羥甲基丁酸5. 17g和丙酮35. 9g，于90°C條件下反應4h， 90°C加三乙胺25. 8g進行中和反應60min，加入白藜蘆醇2. 87g、二硫代磷酸二乙酯I. 43g、 甲基硅酸鈉 I. 43g和山梨糖醇0. 57g，于80°C反應lh，加水120g、十二烷基磺酸鈉 0. 72g和 氨三乙酸三鈉 0. 29g，80°C進行乳化60min，得耐光與防水性水性聚氨酯涂料與膠黏劑。
[0011] 實例三 (1) 在帶有攪拌棒、溫度計的500ml三口瓶中加入二月桂酸二丁基錫0. 32g，將聚四氫 呋喃醚二醇40g與異佛爾酮二異氰酸醋106g混合，于80°C下反應3h，得到聚氨醋預聚體 A145. 6g，所述聚四氫呋喃醚二醇的分子量為2000g/mol ; (2) 向聚氨酯預聚體A加入的二羥甲基丙酸3. 3g和丙酮溶劑31. 3g，于80°C條件下 反應3h，80°C加三乙胺20. 4g進行中和反應45min，加入白藜蘆醇2. 9g、亞磷酸三異丙酯 1.45g、甲基硅酸鉀1.45g和山梨糖醇0. 58g，于80°C反應lh，加水130g、十二烷基磺酸鈉 〇. 5g和氨三乙酸三鈉 0. 2g，80°C進行乳化60min，得耐光與防水性水性聚氨酯涂料與膠黏 劑。
[0012] 實例四 (1)在帶有攪拌棒、溫度計的500ml三口瓶中加入二月桂酸二丁基錫0. 15g、將聚四氫 呋喃醚二醇50g和異佛爾酮二異氰酸醋75g，于70°C下反應lh，得到124. 9g聚氨醋預聚體 A； (2)向聚氨酯預聚體A加入二羥甲基丙酸I. 25g和丙酮溶劑22. 5g，于70°C條件下反應 2h，在70°C加三乙胺12. 5g進行中和反應30min，在75°C加入白藜蘆醇2. 5g、二硫代磷酸二 乙酯I. 25g、甲基硅酸鈉 I. 25g、山梨糖醇0. 5g和癸二酸雙（1，2, 2, 6, 6-五甲基哌啶醇）酯 0. 21g，于80°C反應lh，加水130g、十二烷基磺酸鈉0. 25g和氨三乙酸三鈉0. 12g，80°C進行 乳化60min，得耐光與防水性水性聚氨酯涂料與膠黏劑。
[0013] 實例五 (1) 在帶有攪拌棒、溫度計的500ml三口瓶中加入二月桂酸二丁基錫0. 46g，將聚四氫 呋喃醚二醇30g與異佛爾酮二異氰酸醋114g混合，于90°C下反應5h，得到聚氨醋預聚體 A143. 6g ； (2) 向預聚體A加入二羥甲基丁酸5. 17g和丙酮溶劑35. 9g，于90°C條件下反應4h， 90°C加三乙胺25. 8g進行中和反應60min，加入白藜蘆醇2. 87g、磷酸甲酯I. 43g、甲基硅酸 鈉 I. 43g、山梨糖醇0. 57g和N-水楊酰胺酞酰亞胺0. 22g，于80°C反應lh，加水120g、十二 烷基磺酸鈉〇. 72g和氨三乙酸三鈉0. 29g，80°C進行乳化60min，得耐光與防水性水性聚氨 酯涂料與膠黏劑。
[0014] 下面通過相關實驗數據進一步說明本發明的有益效果： 防水性采用取適量乳液均勻涂覆于玻璃板上，一定溫度下干燥成膜后將玻璃板放入去 離子水中浸泡，觀察涂膜變藍、發白、起泡、發皺、脫落的情況，市場聚氨酯選自于江蘇朗科 環保有限公司。
[0015] 表一耐光與防水性聚氨酯涂料與膠黏劑所成膜性能
從表一可以發現，從膜外觀、硬度、附著力、柔韌性方面性能較好。
[0016] 表二耐光與防水性聚氨酯涂料與膠黏劑所得膜的力學性能
表二中指標的檢測方法參考(蔣維祺.皮革成品理化檢驗[M].中國輕工業出版社， 1999 )，本發明涂料所得膜斷裂伸長率、抗張強度、抗磨均表現較好。
[0017] 為了定量描述加脂劑的耐光性能，涂料的耐光性以其用于其膜的耐光性來衡量， 采用分光光度儀進行檢測，以得到反色差值Λ E，來描述膜的耐光性。Λ E代表了顏色變化 程度，Λ E越大，顏色改變越明顯。一般來說，Λ E值為0~1. 5屬輕微變化；Λ E值為1. 5~ 3. 0屬可感變化；Λ E值為3. 0~6. 0屬明顯變化(參見王芳，黨高潮，王麗琴，幾種有機文 物保護聚合物涂料的光降解[J].西北大學學報，2005, 35(5) :56~58)。
[0018] 表三耐光與防水性聚氨酯涂料與膠黏劑所得膜的耐光效果指標
由表三實驗數據可以看出，使用了本發明耐光性聚氨酯，耐光性指標得到明顯改善。
【主權項】
1. 一種耐光與防水性水性聚氨酯涂料與膠粘劑的制備方法，其特征在于： (1) 在二月桂酸二丁基錫存在的條件下，將聚四氫呋喃醚二醇與異佛爾酮二異氰酸酯 按重量比1:1. 5~1 :3. 8混合，于70~90°C下反應l~5h，得到聚氨酯預聚體A，所述二月桂酸 二丁基錫用量為聚四氫呋喃醚二醇與異佛爾酮二異氰酸酯總重量的〇. 12~0. 32% ; (2) 向聚氨酯預聚體A加入預聚體A重量1~3. 6%的擴鏈劑和預聚體A重量18~25% 的丙酮溶劑，于70~90°C條件下反應2~4h，加預聚體A重量為10~18%的三乙胺進行中和反 應30~60min，加入白藜蘆醇、物質B、物質C和山梨糖醇，于80°C反應lh，加水、十二烷基磺 酸鈉和氨三乙酸三鈉進行乳化60min，得耐光與防水性水性聚氨酯涂料與膠黏劑，物質B、 物質C分別為預聚體A重量的1%和1%，十二烷基磺酸鈉和氨三乙酸三鈉為預聚體A重量的 0. 2~0. 5%和0. 1~0. 2%，白藜蘆醇和山梨糖醇分別為預聚體A重量的2%和0. 4%。2. 如權利要求1所述的一種耐光與防水性水性聚氨酯涂料與膠粘劑的制備方法，其特 征在于：聚四氫呋喃醚二醇的分子量為2000g/mol。3. 如權利要求1所述的一種耐光與防水性水性聚氨酯涂料與膠粘劑的制備方法，其特 征在于：擴鏈劑為二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸中的任意一種。4. 如權利要求1所述的一種耐光與防水性水性聚氨酯涂料與膠粘劑的制備方法，其特 征在于：物質B為二甲基二硫代氨基甲酸鋅、二硫代磷酸二乙酯、亞磷酸三異丙酯、磷酸甲 酯中的任意一種。5. 如權利要求1所述的一種耐光與防水性水性聚氨酯涂料與膠粘劑的制備方法，其特 征在于：物質C為甲基硅酸鉀、甲基硅酸鈉中的任意一種。
【專利摘要】本發明公開了一種耐光與防水性水性聚氨酯涂料與膠粘劑的制備方法，在二月桂酸二丁基錫存在的條件下，將聚四氫呋喃醚二醇與異佛爾酮二異氰酸酯混合，得到聚氨酯預聚體A；向預聚體A加入擴鏈劑和丙酮溶劑，加三乙胺進行中和，加入白藜蘆醇、物質B、物質C和山梨糖醇，反應1h，加水、十二烷基磺酸鈉和氨三乙酸三鈉進行乳化60min，得阻燃與防水性水性聚氨酯涂料與膠黏劑。所制備的耐光與防水性聚氨酯涂料與膠黏劑環保、價格低廉，廣泛應用于墻體、家具、金屬器具表面，作為塑料、玻璃、造紙、紡織的粘合劑。
【IPC分類】C09J11/06, C09J175/08, C09D7/12, C08G18/66, C09D175/08, C08G18/24, C08G18/48, C08G18/10, C09J11/04
【公開號】CN104893540
【申請號】CN201510374603
【發明人】朱蕾
【申請人】朱蕾
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年7月1日