非离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种非离子型自乳化水性脲‑异丁醛‑甲醛树脂及其制备方法，将聚乙二醇加入反应釜中110~130℃真空脱水，然后降温至65~75℃，加入适量稀释剂使固体份充分溶解，通入氮气，再加入适量的二月桂酸二丁基锡和多异氰酸酯，反应至NCO含量降至50%以下时，然后加入脲‑异丁醛‑甲醛树脂（预先稀释剂溶解），继续反应至NCO含量降至0.05%以下时，加入去离子水高速搅拌乳化50~70分钟，过滤得到非离子型自乳化水性脲‑异丁醛‑甲醛树脂。该非离子型自乳化水性脲‑异丁醛‑甲醛树脂贮存稳定性好，与其它水性树脂体系有良好的混溶性。

Nonionic self emulsifying waterborne urea isobutyraldehyde formaldehyde resin and its preparation

【技术实现步骤摘要】
非离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，特别是涉及非离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂及其制备方法。
技术介绍
脲-异丁醛-甲醛树脂是一种无色或微黄色的醛缩聚树脂，与涂料/油墨配方中的原材料有良好的相容性，具有优异的抗黄变性能，能够有效提高涂料的附着力、硬度、光泽度、固体含量及涂膜的丰满度，是一种多功能涂料/油墨助剂。然而，传统的脲-异丁醛-甲醛树脂为油溶型固体树脂，只能用于溶剂型涂料和油墨体系中。使用溶剂型涂料/油墨会污染环境，水性涂料/油墨环境友好，涂料/油墨的水性化趋势日益明显，成为目前涂料/油墨的主要发展方向。作为一种重要的涂料/油墨用助剂树脂，脲-异丁醛-甲醛树脂的水性化不但能够拓宽这一树脂的应用范围，而且对促进涂料/油墨的水性化有着积极的意义，成为人们研究的热点。
技术实现思路
基于此，有必要针对
技术介绍
中存在的问题，提供一种非离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂。此外，本专利技术还提供一种非离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂的制备方法。一种非离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂，结构式如下：，其中，R为，R1选自异氟尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。一种非离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂的制备方法，包括以下步骤：将聚乙二醇加入反应釜中110~130℃真空脱水，然后降温至65~75℃，加入适量稀释剂使固体分充分溶解，通入氮气，再加入适量的二月桂酸二丁基锡和多异氰酸酯，反应至NCO基团含量降至50%以下时，然后加入预先用稀释剂溶解的脲-异丁醛-甲醛树脂，继续反应至NCO基团含量降至0.05%以下时，加入去离子水高速搅拌乳化50~70分钟，过滤得到非离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂。所述多异氰酸酯选自异氟尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的至少一种；所述的聚乙二醇选自PEG400、PEG600、PEG800、PEG1000、PEG2000、PEG4000中的至少一种；所述非离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂的结构式如下：，其中，R为，R1选自异氟尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的至少一种；所述的固体脲-异丁醛-甲醛树脂的羟基值可为40mgKOH/g~80mgKOH/g；所述稀释剂选自丙酮、丙二醇单丁醚及正丁醇中的至少一种；所述二月桂酸二丁基锡的添加量（质量份）为多异氰酸酯添加量（质量份）的0.02%~0.20%；在其中一个实施例中，所述的多异氰酸酯与脲-异丁醛-甲醛树脂的质量份数比为8%~30%；所述的聚乙二醇与多异氰酸酯的物质的量比为0.8~1:1；所述非离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂的固体含量为30%~60%。上述非离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂由于在分子结构中引入了含有羟基的聚乙二醇与多异氰酸酯反应生成的基团，极大地改善了树脂的自乳化性能，贮存稳定性好，常温贮存稳定性达到18个月；在固体含量达到60%时，常温贮存稳定性达到一年以上；与其它水性树脂体系有良好的混溶性。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。一种非离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂，结构式如下：，其中，R为，R1选自异氟尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的至少一种；上述非离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂，R基为带有非离子型亲水基团（醚键、羟基等），它是由聚乙二醇中的伯羟基与多异氰酸酯中的-NCO基团反应形成单NCO封端的异氰酸聚乙二醇酯，然后再与脲-异丁醛-甲醛树脂中的羟基反应得到；当异氰酸聚乙二醇酯被引入到低聚物大分子链中，经过高速乳化后可形成稳定的水包油胶束体系，从而达到水性化的要求，且贮存稳定性好。上述非离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂由以下方法制备：将聚乙二醇加入反应釜中110~130℃真空脱水，然后降温至65~75℃，加入适量稀释剂使固体分充分溶解，通入氮气，再加入适量的二月桂酸二丁基锡和多异氰酸酯，反应至NCO基团含量降至50%以下时，然后加入预先用稀释剂溶解的脲-异丁醛-甲醛树脂，继续反应至NCO基团含量降至0.05%以下时，加入去离子水高速搅拌乳化50~70分钟，过滤得到非离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂。其中，多异氰酸酯选自异氟尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的至少一种；聚乙二醇选自PEG400、PEG600、PEG800、PEG1000、PEG2000、PEG4000中的至少一种；稀释剂选自丙酮、丙二醇单丁醚及正丁醇中的至少一种；其中，固体脲-异丁醛-甲醛树脂的羟基值为40mgKOH/g~80mgKOH/g；二月桂酸二丁基锡的添加量（质量份）为多异氰酸酯添加量（质量份）的0.02%~0.20%；多异氰酸酯与脲-异丁醛-甲醛树脂的质量份数比为8%~30%；聚乙二醇与多异氰酸酯的物质的量比为0.8~1:1；上非离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂的固体含量为30%~60%；上述非离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂的制备方法简单，制备出的非离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂贮存稳定性好，与其他水性树脂体系有良好的混溶性。以下为具体实施例。实施例1将80kg聚乙二醇2000加入反应釜中120℃真空脱水，然后降温至70℃，加入25kg丙酮使固体份充分溶解，通入氮气，加入0.02kg二月桂酸二丁基锡和8kg六亚甲基二异氰酸酯，反应至NCO含量降至50%以下时，加入100kg脲-异丁醛-甲醛树脂（预先10份稀释剂溶解），反应至NCO含量降至0.05%以下时，加入282kg去离子水高速搅拌乳化60分钟，过滤得到非离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂。非离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂的性能：经检测，固体含量为40%；平均粒径为115nm；常温贮存稳定性达到18个月；水性树脂体系的相容性如表1所示。表1水性树脂体系的相容性树脂种类离心稳定性水性聚氨酯树脂7水性环氧树脂7水性丙烯酸树脂7水性环氧丙烯酸树脂6水性三聚氰胺树脂6*测试及评定方法参考GB11543-2008中7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非离子型自乳化水性脲‑异丁醛‑甲醛树脂，结构式如下：

【技术特征摘要】
1.一种非离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂，结构式如下：，其中，R为，R1选自异氟尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。2.权利要求1所述的非离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂的制备方法，包括以下步骤：将聚乙二醇加入反应釜中110~130℃真空脱水，然后降温至65~75℃，加入适量稀释剂使固体分充分溶解，通入氮气，再加入适量的二月桂酸二丁基锡和多异氰酸酯，反应至NCO基团含量降至50%以下时，然后加入预先用稀释剂溶解的脲-异丁醛-甲醛树脂，继续反应至NCO基团含量降至0.05%以下时，加入去离子水高速搅拌乳化50~70分钟，过滤得到非离子型自乳化水性脲-异丁醛-甲醛树脂；所述多异氰酸酯选自异氟尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的至少一种；所述的聚乙二醇选自PEG400、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张一甫，杨健，欧德培，易新亮，
申请(专利权)人：岳阳市英泰合成材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43