【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于水性涂料或水性墨的水性聚合物树脂，特别涉及一种低光泽、可薄涂的水性聚氨酯树脂及其制备方法。
技术介绍
1、水性聚氨酯树脂具有环保无毒、软硬度可调、成膜性好、对基材的附着力好、并且具有良好的力学等特点，被广泛用作水性涂料、油墨、胶黏剂的主体树脂成份。
2、对于水性涂料，其是在基材上形成涂膜，从而赋予基材表面保护性能、装饰性能，水性涂料的装饰效果是涂料的关键应用性能之一。而涂料形成的涂膜的光泽度是体现涂料装饰性能的关键指标之一。随着装饰材料流行趋势的发展和消费者审美的变化，涂饰有哑面的薄膜或者纸张被广泛用于高档商品的外包装上，如香烟盒、酒盒、手机盒、礼品盒的外包装，服装的标签等。与亮面装饰的材料相比，哑面装饰的包装材料的外观视觉效果更好，更能体现出高档感，同时能够掩盖一些基材的瑕疵，并赋予包装材料特殊的手感，如暖触感。
3、低光泽的水性聚氨酯树脂在应用过程中，一般会搭配高光泽的水性树脂进行使用，这样容易得到中光泽（60°光泽为10~50gu）、光泽度可调的涂膜，并且能够兼顾到涂膜的力学性能、附着力与抗刮擦等性能。然而，要得到低光泽度（60°光泽为0~3gu）甚至全哑（60°光泽为0~0.6gu）的薄膜包装材料或卡纸，则不能将低光泽的水性聚氨酯树脂与其它水性树脂混合使用，需要直接将低光泽的水性聚氨酯树脂涂覆于薄膜包装材料或卡纸基材上。这就对低光泽的水性聚氨酯树脂的流平性能、附着力、抗刮擦性能有更高的要求。而且随着市场竞争日趋激烈，为了降低成本，在低光泽的水性聚氨酯树脂的应用时，在满足应用性
4、专利cn110204740a 公开了一种自消光聚氨酯水分散体，其是用丙酮法制备得到，并公开了制备的水性涂料涂层60°光泽小于0.5gu。然而该专利技术并未涉及到涂膜的涂覆厚度、在薄膜或纸张等基材的薄涂流平性能、遮盖力等性能。专利cn110183611a公开了一种水性聚氨酯自消光树脂，其应用于印花胶浆，也并未涉及到涂膜的涂覆厚度、在薄膜或纸张等基材的薄涂流平性能、遮盖力等性能，而印花胶浆的涂覆厚度、施工方式与用于薄膜或纸张的涂料完全不同。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种低光泽、可薄涂的水性聚氨酯树脂及其制备方法。本专利技术所得水性聚氨酯树脂具有优异的流变性能，遮盖力好，能够直接在pet、bopp等薄膜基材或者纸张基材上形成不超过4μm的没有缺陷的湿膜，节约了使用成本。而且所得涂膜的光泽度低、附着力好、具有厚实肤感。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种低光泽、可薄涂的水性聚氨酯树脂，以质量份计，所述水性聚氨酯树脂包括如下组分：
4、聚四亚甲基醚二醇a 70~90份, 聚四亚甲基醚二醇b 30~50份,二异氰酸酯 55~75份，含羧酸基团的二元醇 2.5~5份，二元醇扩链剂 1~4份，中和剂 1.5~4份，胺扩链剂 7~20份，磺酸盐亲水扩链剂1~2份，去离子水 300~500份，增稠剂 6~20份，流平剂 3~10份；消泡剂3~10份。
5、进一步地，所述聚四亚甲基醚二醇a的数均分子量mn为600~1100 g/mol，聚四亚甲基醚二醇b的数均分子量为1900~2100 g/mol。
6、进一步地，聚四亚甲基醚二醇a和聚四亚甲基醚二醇b的摩尔比为（3~5）:1
7、所述含羧酸基团的二元醇为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸中的一种或多种。所述磺酸盐亲水扩链剂为乙二胺基乙磺酸钠（aas）、pps中的一种或多种。
8、以质量份计，所述含羧酸基团的二元醇的质量占树脂固体的比为1.5~2.5%。
9、进一步地，所述含羧酸基团的二元醇与磺酸盐亲水扩链剂的摩尔比为10~1:1；进一步优选为9~5:1。
10、本专利技术的水性聚氨酯树脂的制备过程中，通过控制含羧酸基团的二元醇与磺酸盐亲水扩链剂的用量范围以及摩尔配比，得到可以再分散的大粒径水性聚氨酯树脂。
11、所谓可以再分散是指未经增稠剂增稠的大粒径水性聚氨酯树脂乳液经静止1天以上的时间后，或增稠后得到的水性聚氨酯树脂成品静置3个月以上的时间后，水性树脂中的聚合物粒子会沉底形成固体凝聚体，将固体凝聚体放入到去离子水中，经过分散重新形成水性乳液或水性树脂，此过程称之为可以再分散。
12、本专利技术所得水性聚氨酯其平均粒径为1200~1600 nm，测试方法为动态光法，采用马尔文激光粒度仪进行测试。
13、若只选用含羧酸基团的二元醇作为亲水扩链剂，或者含羧酸基团的二元醇在亲水扩链剂中的占比过高，则所得树脂经沉淀形成凝聚体后无法再分散成乳液，导致树脂的储存稳定的变差，进而会导致树脂无法使用。
14、若只选用磺酸盐亲水扩链剂作为亲水扩链剂，或者磺酸盐亲水扩链剂在亲水扩链剂中的占比过高，则树脂分散时乳化困难，这是由于磺酸盐亲水扩链剂是通过氨基与异氰酸酯基团反应，其反应过于剧烈，容易形成难以分散的絮状物。而且水性聚氨酯树脂的粒径难以控制，进而难以控制树脂生产的重现性。
15、所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异含羧酸基团的二元醇与磺酸盐亲水扩链剂的氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4- 二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种；进一步优选为异佛尔酮二异氰酸酯与4,4- 二环己基甲烷二异氰酸酯的组合。进一步地，异佛尔酮二异氰酸酯与4,4- 二环己基甲烷二异氰酸酯的摩尔比为13~5:1；进一步优选为12~8:1。
16、所述二元醇扩链剂为1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、丙二醇中的一种或多种；进一步优选为1,4-环己烷二甲醇。
17、所述中和剂为三乙胺、n-甲基二乙醇胺、二甲基乙醇胺中的一种或多种。进一步地，所述中和剂优选为三乙胺。
18、所述胺扩链剂为乙二胺、异佛尔酮二胺、水合肼、1,4-环己烷二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的一种或多种；进一步优选为1,4-环己烷二胺或1,4-环己烷二胺和乙二胺、异佛尔酮二胺、水合肼、二乙烯三胺中任意一种的组合。
19、本专利技术在水性聚氨酯树脂的制备过程中加入增稠剂组分，其目的是防止水性聚氨酯树脂中的粒子沉降，导致树脂的储存稳定性变差。同时，通过增稠后的树脂具备一定的流变性能，可以直接在基材上进行涂覆。
20、所述增稠剂优选为丙烯酸酯类增稠剂与聚氨酯类增稠剂的组合，进一步优选为陶氏化学ase-60和罗门哈斯rm-2020的组合。
21、所述流平剂为byk333或tego280中的一种或多种；所述消泡剂为tego904w、byk-011、byk021中的一种或多种。本专利技术在树脂中加入少量消泡剂的目的主要是消除树脂增稠时产生的气泡，避免增稠后树脂粘度变大后树脂中的气泡难以消除。而加入少量的流平剂可以起到消除在树脂中加入消泡剂带来的流本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低光泽、可薄涂的水性聚氨酯树脂，其特征在于，以质量份计，所述水性聚氨酯树脂的制备原料包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯树脂，其特征在于：以固体份计，所述含羧酸基团的二元醇与磺酸盐亲水扩链剂的摩尔比为10~1:1。
3.根据权利要求1所述的水性聚氨酯树脂，其特征在于：所述含羧酸基团的二元醇为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的水性聚氨酯树脂，其特征在于：所述二异氰酸酯包括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中的一种或多种；优选为异佛尔酮二异氰酸酯与4,4- 二环己基甲烷二异氰酸酯的组合。
5.根据权利要求1所述的水性聚氨酯树脂，其特征在于：所述二元醇扩链剂为1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、丙二醇中的一种或多种；进一步优选为1,4-环己烷二甲醇；所述中和剂为三乙胺、N-甲基二乙醇胺、二甲基乙醇胺中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的水性聚氨酯树脂，其特征在于：所述胺扩链剂为乙二胺、异佛尔酮二胺、水合肼、1,4-环己烷二胺、二乙烯三
7.根据权利要求1所述的水性聚氨酯树脂，其特征在于：所述磺酸盐亲水扩链剂为乙二胺基乙磺酸钠、PPS中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的水性聚氨酯树脂，其特征在于：所述增稠剂为丙烯酸酯类增稠剂与聚氨酯类增稠剂的组合，优选为ASE-60和罗门哈斯RM-2020的组合；所述流平剂为BYK333或tego280中的一种或多种；所述消泡剂为tego904W、BYK-011、BYK021中的一种或多种。
9.根据权利要求1-8任一项所述的水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求1-8任一项所述的水性聚氨酯树脂的应用，其特征在于：用于直接在BOPP膜、PET膜、装饰卡纸基材表面的涂覆；或作为光泽度调节树脂用于水性涂料、水性墨。
...【技术特征摘要】
1.一种低光泽、可薄涂的水性聚氨酯树脂，其特征在于，以质量份计，所述水性聚氨酯树脂的制备原料包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯树脂，其特征在于：以固体份计，所述含羧酸基团的二元醇与磺酸盐亲水扩链剂的摩尔比为10~1:1。
3.根据权利要求1所述的水性聚氨酯树脂，其特征在于：所述含羧酸基团的二元醇为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的水性聚氨酯树脂，其特征在于：所述二异氰酸酯包括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中的一种或多种；优选为异佛尔酮二异氰酸酯与4,4- 二环己基甲烷二异氰酸酯的组合。
5.根据权利要求1所述的水性聚氨酯树脂，其特征在于：所述二元醇扩链剂为1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、丙二醇中的一种或多种；进一步优选为1,4-环己烷二甲醇；所述中和剂为三乙胺、n-甲基二乙醇胺、二甲基乙醇胺中的一种或多种。
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟伟杰，朱铭健，林彤彤，陆润润，
申请(专利权)人：广州金能光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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