【技术实现步骤摘要】
本申请涉及表面处理剂生产，尤其涉及一种防水型水性聚氨酯涂饰剂及其制备方法。
技术介绍
1、现如今，聚合物涂层剂广泛应用于日常生活的诸多方面，例如车辆、船舰、冶金、家用电器、工程制造等。涂层剂不仅为基材提供色彩和光泽，更重要的是能够避免基材受到诸如辐射、雨水、生物恶化和化学破坏等外界环境的影响。其中聚氨酯(pu)涂层剂具有附着性好、成本较低、柔软性好，耐磨性能好等优点，得到了大众的关注。
2、然而，传统pu等涂层剂在制作中使用了大量挥发性有机化合物(vocs)，不可避免地对人体健康以及大气环境产生危害，因此，水性聚氨酯涂层剂等环保型涂层剂逐渐代替传统涂层剂占据大部分涂料市场。
3、水性聚氨酯(wpu)涂层剂具有环保、安全、阻燃、低成本等优点，作为传统pu涂层剂的高效替代品受到越来越多的关注，早在1972年，我国便对wpu展开了系列研究。wpu是通过在pu大分子链中引入亲水的基团或链段，以提升聚氨酯整体的亲水性能，但是，也是由于大量亲水基团的引入使得水性聚氨酯在潮湿环境下的性能和寿命受到不利影响。
4、中国专利申请201811182716.2公开了一种水性聚氨酯与疏水改性的无机纳米粒子复合制备超疏水涂层的方法，该方法包括以下步骤：把水性聚氨酯喷涂在基材上面，然后水平放置15～30分钟，再将步骤(2)得到的疏水改性的无机纳米粒子分散液喷涂在聚氨酯薄膜上面，在室温下进行干燥，最后得到水性聚氨酯与疏水改性的无机纳米粒子复合涂层。
5、该方案提出的水性聚氨酯与超疏水无机纳米粒子复合涂层的制备方
6、但是进一步观察该方案可见，该方案制备防水型聚氨酯的主要手段为将聚氨酯与其他的无机填料进行混合进而提升聚氨酯的整体防水能力。
7、中国专利申请202211302379.2公开了一种水性聚氨酯的制备方法，由1,4-丁二醇、聚四氢呋喃二醇2000、三羟甲基丙烷和异佛尔酮二异氰酸酯反应，制得预聚体，将预聚体和封端剂反应处理，在去离子水中溶胀，再与交联剂和安息香双甲醚共混均匀，涂布成膜后，光处理使得聚氨酯发生光交联，制得水性聚氨酯，在光照交联过程中，能够使聚氨酯分子很好的包裹核壳颗粒，使得聚氨酯的机械性能提升，同时聚氨酯分子的端链含有聚乳酸和有机硅结构，与核壳颗粒复配，使得聚氨酯的机械性能，同时在有机硅水树脂以及含氟长链和长链硅烷的作用下，使得聚氨酯具有很好的防水效果。
8、进一步观察该方案可见，该方案以y-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷、十二烷基二甲氧基硅烷和全氟辛基甲基二甲氧基硅烷为原料进行聚合，制得侧链含氟链和长链硅烷的有机硅油，将丙交酯在辛酸亚锡的作用下聚合，制得聚乳酸，将聚乳酸用五氯化磷处理，使得端羧基转变为酰氯，再与有机硅油侧链的氨基接枝制得封端剂并进行封端处理，利用一定的具有疏水性的含氟长链和长链硅烷的作用下平和其亲水性进而改善水性聚氨酯的防水性能。
9、本方案需要解决的问题：如何开发一种具有不同于现有技术的且具有良好的防水能力的防水型水性聚氨酯涂饰剂。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种防水型水性聚氨酯涂饰剂，该方案通过含有长链烷基的异氰酸酯在异氰酸酯与多元醇的预聚过程中将长链烷基引入聚氨酯的分子链上，以在一定程度上提升聚氨酯的疏水性，进而改善聚氨酯的防水性能。
2、为实现上述目的，本申请公开了一种防水型水性聚氨酯涂饰剂，按质量份数计，包括以下组分：
3、
4、所述异氰酸酯为二异氰酸酯和长链异氰酸酯的混合物，所述长链异氰酸酯中长链烷基的碳原子数不低于12。
5、通过含有长链烷基的异氰酸酯在异氰酸酯与多元醇的预聚过程中将长链烷基引入聚氨酯的分子链上，由于长链烷基具有一定的疏水特性，因此，引入长链烷基后聚氨酯的亲水性能受到一定程度的抑制，进而防止后续使用过程中聚氨酯由于亲水性过高导致的防水能力不足的问题。
6、优选地，所述二异氰酸酯与长链异氰酸酯的质量比为6～8：1。
7、更进一步的，当长链烷基的添加量过少时，聚氨酯的亲水能力难以被有效的抑制，进而导致其防水能力不佳；
8、而当长链烷基的添加量过多时，聚氨酯的亲水性被过于抑制，进而导致聚氨酯无法良好的在水中分散，进而导致聚氨酯后续无法形成稳定的水性分散液。
9、优选地，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯中的至少一种；
10、所述长链异氰酸酯选自十二烷基苯-2，4-二异氰酸酯、1，12-二异氰酸根十三烷、十二烷基异氰酸酯、十四烷基异氰酸酯、十八烷基异氰酸酯中的至少一种。
11、优选地，所述长链异氰酸酯至少包含十二烷基苯-2，4-二异氰酸酯；
12、进一步优选的，由于十二烷基苯-2，4-二异氰酸酯在与聚酯多元醇进行亲核反应后，长链的烷基分布于聚氨酯的支链上，因此聚氨酯的疏水性能能够进一步的提升，并且通过实验发现，引入相同质量的十二烷基苯-2，4-二异氰酸酯的聚氨酯相对引入其余长链异氰酸酯的聚氨酯而言，其在水中的分散性能并未产生明显的下降趋势。
13、优选地，所述异氰酸酯由甲苯二异氰酸酯、十二烷基苯-2，4-二异氰酸酯、十二烷基异氰酸酯组成；
14、所述甲苯二异氰酸酯、十二烷基苯-2，4-二异氰酸酯、十二烷基异氰酸酯组成的质量比为6～8：0.7～0.9：0.1～0.3。
15、优选地，所述聚酯多元醇选自聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己内酯二醇中的至少一种。
16、优选地，所述二元醇选自丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇中的至少一种；
17、所述溶剂选自甲苯、丙酮中的任一种。
18、此外，本申请还公开一种用于制备上述的防水型水性聚氨酯涂饰剂的制备方法，包括以下步骤：
19、步骤1：将聚酯多元醇与异氰酸酯于溶剂中混合，在75～95℃下进行预聚反应生成中间体一；
20、步骤2：将2,2-二羟甲基丙酸溶于溶剂中，随后将溶有2,2-二羟甲基丙酸的溶剂与中间体一反应生成中间体二；
21、步骤3：将二元醇与中间体二混合在70～80℃下反应1.5～3h，随后加入三乙胺进行中和反应30～50min，随后加入去离子水乳化得到防水型水性聚氨酯涂饰剂；
22、其中步骤1中溶剂的质量为溶剂总质量的70～85％，步骤2中溶剂的质量为溶剂总质量的15～30％。
23、本申请的有益效果是：
24、本申请所公开的防水型水性聚氨酯涂饰剂通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种防水型水性聚氨酯涂饰剂，其特征在于，按质量份数计，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的防水型水性聚氨酯涂饰剂，其特征在于，所述二异氰酸酯与长链异氰酸酯的质量比为6～8：1。
3.根据权利要求1所述的防水型水性聚氨酯涂饰剂，其特征在于，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的防水型水性聚氨酯涂饰剂，其特征在于，所述长链异氰酸酯至少包含十二烷基苯-2，4-二异氰酸酯。
5.根据权利要求1所述的防水型水性聚氨酯涂饰剂，其特征在于，所述异氰酸酯由甲苯二异氰酸酯、十二烷基苯-2，4-二异氰酸酯、十二烷基异氰酸酯组成；
6.根据权利要求1所述的防水型水性聚氨酯涂饰剂，其特征在于，所述聚酯多元醇选自聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己内酯二醇中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的防水型水性聚氨酯涂饰剂，其特征在于，所述二元醇选自丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇中的至少一种；
...【技术特征摘要】
1.一种防水型水性聚氨酯涂饰剂，其特征在于，按质量份数计，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的防水型水性聚氨酯涂饰剂，其特征在于，所述二异氰酸酯与长链异氰酸酯的质量比为6～8：1。
3.根据权利要求1所述的防水型水性聚氨酯涂饰剂，其特征在于，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的防水型水性聚氨酯涂饰剂，其特征在于，所述长链异氰酸酯至少包含十二烷基苯-2，4-二异氰酸酯。
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【专利技术属性】
技术研发人员：关仲翔，姚文佩，唐演萍，杨哲，
申请(专利权)人：清远市美佳乐环保新材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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