本發(fā)明屬于高分子材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種水性聚氨酯消光樹脂，并進(jìn)一步公開其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著人們生活水平的提高，人們的審美觀念也在隨之傾向于多樣化、時(shí)尚化。粉末涂料以其美觀且經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、高效和性能卓越等優(yōu)點(diǎn)，正逐漸替代有機(jī)溶劑型涂料，成為涂料行業(yè)中的重要發(fā)展方向，并一直保持著較快的增長(zhǎng)速度。尤其近年來，具有視覺柔和、涂裝效果休閑、時(shí)尚優(yōu)勢(shì)的亞光或者無光的裝飾材料越發(fā)的受到人們的喜愛。目前，粉末涂料均是通過添加特殊助劑或混合樹脂來獲得亞光效果的。所謂消光就是利用一定的方法使涂膜表面的光澤度降下來，其原理是控制不同組分或其中一部分的固化快慢的不同而導(dǎo)致涂膜收縮不同，進(jìn)而形成不規(guī)則的表面結(jié)構(gòu)。結(jié)合涂膜表面光澤產(chǎn)生的機(jī)理和影響光澤的因素，人們認(rèn)為消光就是采用各種手段，破壞涂膜的光滑性，增大涂膜表面的微觀粗糙度，降低涂膜表面對(duì)光線的反射。常用的消光方法一般分為物理消光和化學(xué)消光兩種方式：物理消光劑是加入消光劑使涂料在成膜過程表面產(chǎn)生凹凸不平增大對(duì)光的散射和減少反射；化學(xué)消光是靠在涂料中引入一些例如聚丙酯接枝物質(zhì)類能吸收光線的結(jié)構(gòu)或基團(tuán)來獲得低光澤。目前常見的消光涂料均是采用物理消光，即在涂料中加入消光填料，雖然其制得涂料的亞光性能較好，但是，消光填料的分散過程中需要借助高分子分散劑、潤(rùn)濕劑、防沉劑等各種助劑，造成涂料的制備過程繁瑣而復(fù)雜；而且，消光填料在放置過程中，會(huì)隨著放置時(shí)間的延長(zhǎng)而出現(xiàn)沉淀，其消光穩(wěn)定性較差，對(duì)水性消光涂料的應(yīng)用造成不必要的麻煩；再者，大量添加粉體材料會(huì)導(dǎo)致涂層脆性增大，刮痕比較明顯，嚴(yán)重影響其使用性能。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種水性聚氨酯消光樹脂，以解決現(xiàn)有技術(shù)中亞光粉末涂料需要添加消光劑導(dǎo)致其性能不穩(wěn)定的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所述的水性聚氨酯消光樹脂，其制備原料包括：高聚物二元醇100-200重量份、二異氰酸酯45-80重量份、鉍磺酸基催化劑0.1-0.2重量份、二羥基羧酸8-14重量份、小分子二元醇1-10重量份、甲乙酮肟3-8重量份、三乙胺6-10.6重量份、水合肼1-5重量份、N，N-二乙基甲酰胺50-80重量份以及水310-650重量份。所述水性聚氨酯消光樹脂的制備原料包括：高聚物二元醇150重量份、二異氰酸酯60重量份、鉍磺酸基催化劑0.15重量份、二羥基羧酸11重量份、小分子二元醇5重量份、甲乙酮肟5重量份、三乙胺8重量份、水合肼3重量份、N，N-二乙基甲酰胺65重量份以及水480重量份。所述的高聚物二元醇為聚碳酸酯二元醇和/或聚四氫呋喃二醇。所述的高聚物二元醇的分子量為650-3000。所述二異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、己二異氰酸酯中的一種或幾種的混合物。所述鉍磺酸基催化劑為甲基磺酸鉍Bi(CH3SO3)3。所述二羥基羧酸為二羥甲基丙酸和/或二羥甲基丁酸。所述小分子二元醇為1,4-丁二醇、新戊二醇、1,6-己二醇中的一種或幾種的混合物。本發(fā)明還公開了一種制備所述水性聚氨酯消光樹脂的方法，包括如下步驟：(1)取選定量的所述高聚物二元醇進(jìn)行真空干燥，并控制溫度70-75℃，備用；(2)取選定量的所述二異氰酸酯、部分所述小分子二元醇及所述鉍磺酸基催化劑，與所述高聚物二元醇混勻，于70-100℃進(jìn)行反應(yīng)；(3)隨后將反應(yīng)物降溫至60-65℃，并加入選定量的所述二羥基羧酸、N,N-二乙基甲酰胺以及余量的所述小分子二元醇混勻，于65-80℃進(jìn)行反應(yīng)；(4)隨后將反應(yīng)物降溫至50-60℃，并加入選定量的所述甲乙酮肟，于65-75℃進(jìn)行反應(yīng)；(5)隨后將反應(yīng)物降溫至50-55℃，并加入選定量的三乙胺進(jìn)行中和反應(yīng)；(6)將反應(yīng)后所得料液加入選定量的水混勻，進(jìn)行均質(zhì)分散，隨后加入選定量的水合肼，分散后即得藍(lán)光半透明或藍(lán)光乳白的水性聚氨酯乳液。所述步驟(2)中添加的所述小分子二元醇和步驟(3)中添加的所述小分子二元醇的質(zhì)量比為1：1.5-3。所述步驟(1)中，所述真空干燥步驟是在110-120℃溫度、200-400P壓力下進(jìn)行的。本發(fā)明所述水性聚氨酯消光樹脂精選高聚物二元醇、二異氰酸酯、鉍磺酸基催化劑、二羥基羧酸、小分子二元醇、甲乙酮肟、三乙胺、水合肼、N，N-二乙基甲酰胺以及水為制備原料，通過特定配方和工藝，使樹脂在成膜過程中形成獨(dú)特的復(fù)合結(jié)構(gòu)，當(dāng)光線射入時(shí)，形成不同方向和層次的折射和反射，從而產(chǎn)生消光效果，使得所得樹脂具有很好的消光性能。而制備涂料時(shí)，可以不添加任何粉體消光填料，即可產(chǎn)生消光的效果。與傳統(tǒng)消光涂料想比較，本發(fā)明所述聚氨酯樹脂可以不添加任何粉體材料，在取得消光的前提下，最大限度的保留了聚氨酯樹脂良好的物理性能，而且和溶劑型消光樹脂相比較，環(huán)保效果顯著。本發(fā)明所述聚氨酯樹脂使用簡(jiǎn)便，涂層均勻，消光效果好，且使用壽命長(zhǎng)。具體實(shí)施方式實(shí)施例1本實(shí)施例所述水性聚氨酯消光樹脂，其制備原料包括：相對(duì)分子質(zhì)量為2000的聚四氫呋喃二元醇100kg及相對(duì)分子質(zhì)量為650的聚四氫呋喃二元醇22.3kg的混合物；二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯69.8kg；甲基磺酸鉍Bi(CH3SO3)30.18kg；二羥甲基丁酸11.82kg；1,6-己二醇1.4kg與1,4-丁二醇1.06kg的混合物；甲乙酮肟3kg；三乙胺8.06kg；水合肼1kg；N，N-二乙基甲酰胺50kg；水448kg。本實(shí)施例所述水性聚氨酯消光樹脂，其制備方法包括如下步驟：(1)取選定量的所述高聚物二元醇，加入到帶有攪拌裝置、溫度計(jì)、冷凝裝置的真空干燥反應(yīng)釜中，加熱至110℃，并用真空泵在200P的壓力下抽真空干燥0.5小時(shí)，然后將所述高聚物二元醇降溫至70℃，備用；(2)取選定量的所述二異氰酸酯、0.84kg的1,6-己二醇及所述鉍磺酸基催化劑，加入反應(yīng)釜中與所述高聚物二元醇混勻，于70℃進(jìn)行反應(yīng)2.5h；(3)隨后將反應(yīng)物降溫至65℃，并加入選定量的所述二羥基羧酸、N,N-二乙基甲酰胺以及余量的所述小分子二元醇混勻，于65℃進(jìn)行反應(yīng)4h；(4)隨后將反應(yīng)物降溫至60℃，并加入選定量的所述甲乙酮肟，滴加完后，于65℃進(jìn)行反應(yīng)40min；(5)隨后將反應(yīng)物降溫至55℃，并加入選定量的三乙胺進(jìn)行中和反應(yīng)30min；(6)將反應(yīng)后所得料液在剪切攪拌下加入選定量的水混勻，進(jìn)行均質(zhì)分散10min，隨后加入選定量的水合肼，繼續(xù)分散5分鐘，即得固含量為30.5％的藍(lán)光半透明的水性聚氨酯乳液。實(shí)施例2本實(shí)施例所述水性聚氨酯消光樹脂，其制備原料包括：相對(duì)分子質(zhì)量為1000的聚四氫呋喃二元醇100kg；己二異氰酸酯50.4kg；甲基磺酸鉍Bi(CH3SO3)30.2kg；二羥甲基丙酸8kg；1,4-丁二醇1kg；甲乙酮肟3.95kg；三乙胺6.03kg；水合肼2.38kg；N，N-二乙基甲酰胺55kg；水310kg。本實(shí)施例所述水性聚氨酯消光樹脂，其制備方法包括如下步驟：(1)取選定量的所述高聚物二元醇，加入到帶有攪拌裝置、溫度計(jì)、冷凝裝置的真空干燥反應(yīng)釜中，加熱至115℃，并用真空泵在260P的壓力下抽真空干燥0.5小時(shí)，然后將所述高聚物二元醇降溫至75℃，備用；(2)取選定量的所述二異氰酸酯、0.3kg的1,4-丁二醇及所述鉍磺酸基催化劑，加入反應(yīng)釜中與所述高聚物二元醇混勻，于100℃進(jìn)行反應(yīng)2h；(3)隨后將反應(yīng)物降溫至65℃，并加入選定量的所述二羥基羧酸、N,N-二乙基甲酰胺以及余量的所述小分子二元醇混勻，于80℃進(jìn)行反應(yīng)2h；(4)隨后將反應(yīng)物降溫至55℃，并加入選定量的所述甲乙酮肟，滴加完后，于70℃進(jìn)行反應(yīng)30min；(5)隨后將反應(yīng)物降溫至52℃，并加入選定量的三乙胺進(jìn)行中和反應(yīng)20min；(6)將反應(yīng)后所得料液在剪切攪拌下加入選定量的水混勻，進(jìn)行均質(zhì)分散20min，隨后加入選定量的水合肼，繼續(xù)分散5分鐘，即得固含量為31.9％的藍(lán)光乳白的水性聚氨酯乳液。實(shí)施例3本實(shí)施例所述水性聚氨酯消光樹脂，其制備原料包括：相對(duì)分子質(zhì)量為1000的聚碳酸酯二元醇110kg及相對(duì)分子質(zhì)量為3000的聚四氫呋喃二元醇90kg的混合物；異佛爾酮二異氰酸酯80kg；甲基磺酸鉍Bi(CH3SO3)30.1kg；二羥甲基丁酸14kg；新戊二醇3.12kg、1,6-己二醇2.38kg與1,4-丁二醇4.5kg的混合物；甲乙酮肟8kg；三乙胺10.6kg；水合肼5kg；N，N-二乙基甲酰胺80kg；水648kg。本實(shí)施例所述水性聚氨酯消光樹脂，其制備方法包括如下步驟：(1)取選定量的所述高聚物二元醇，加入到帶有攪拌裝置、溫度計(jì)、冷凝裝置的真空干燥反應(yīng)釜中，加熱至120℃，并用真空泵在400P的壓力下抽真空干燥1小時(shí)，然后將所述高聚物二元醇降溫至70℃，備用；(2)取選定量的所述二異氰酸酯、3.12kg的新戊二醇及所述鉍磺酸基催化劑，加入反應(yīng)釜中與所述高聚物二元醇混勻，于88℃進(jìn)行反應(yīng)1.5h；(3)隨后將反應(yīng)物降溫至65℃，并加入選定量的所述二羥基羧酸、N,N-二乙基甲酰胺以及余量的所述小分子二元醇混勻，于70℃進(jìn)行反應(yīng)3h；(4)隨后將反應(yīng)物降溫至50℃，并加入選定量的所述甲乙酮肟，滴加完后，于75℃進(jìn)行反應(yīng)30min；(5)隨后將反應(yīng)物降溫至50℃，并加入選定量的三乙胺進(jìn)行中和反應(yīng)25min；(6)將反應(yīng)后所得料液在剪切攪拌下加入選定量的水混勻，進(jìn)行均質(zhì)分散15min，隨后加入選定量的水合肼，繼續(xù)分散5分鐘，即得固含量為31.06％的藍(lán)光半透明的水性聚氨酯乳液。實(shí)施例4本實(shí)施例所述水性聚氨酯消光樹脂，其制備原料包括：相對(duì)分子質(zhì)量為2000的聚碳酸酯二元醇115.2kg及相對(duì)分子質(zhì)量為650的聚四氫呋喃二元醇65.7kg的混合物；己二異氰酸酯45kg；甲基磺酸鉍Bi(CH3SO3)30.15kg；二羥甲基丙酸12.9kg；1,4-丁二醇9kg；甲乙酮肟6.87kg；三乙胺9.72kg；水合肼4.21kg；N，N-二乙基甲酰胺65kg；水650kg。本實(shí)施例所述水性聚氨酯消光樹脂，其制備方法包括如下步驟：(1)取選定量的所述高聚物二元醇，加入到帶有攪拌裝置、溫度計(jì)、冷凝裝置的真空干燥反應(yīng)釜中，加熱至120℃，并用真空泵在300P的壓力下抽真空干燥1小時(shí)，然后將所述高聚物二元醇降溫至70℃，備用；(2)取選定量的所述二異氰酸酯、2.7kg的1,4-丁二醇及所述鉍磺酸基催化劑，加入反應(yīng)釜中與所述高聚物二元醇混勻，于90℃進(jìn)行反應(yīng)2.5h；(3)隨后將反應(yīng)物降溫至65℃，并加入選定量的所述二羥基羧酸、N,N-二乙基甲酰胺以及余量的所述小分子二元醇混勻，于75℃進(jìn)行反應(yīng)2.5h；(4)隨后將反應(yīng)物降溫至57℃，并加入選定量的所述甲乙酮肟，滴加完后，于72℃進(jìn)行反應(yīng)20min；(5)隨后將反應(yīng)物降溫至55℃，并加入選定量的三乙胺進(jìn)行中和反應(yīng)10min；(6)將反應(yīng)后所得料液在剪切攪拌下加入選定量的水混勻，進(jìn)行均質(zhì)分散15min，隨后加入選定量的水合肼，繼續(xù)分散5分鐘，即得固含量為30.57％的藍(lán)光半透明的水性聚氨酯乳液。實(shí)施例5本實(shí)施例所述水性聚氨酯消光樹脂，其制備原料包括：相對(duì)分子質(zhì)量為2000的聚碳酸酯二元醇150kg；二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯60kg；甲基磺酸鉍Bi(CH3SO3)30.15kg；二羥甲基丙酸11kg；新戊二醇5kg；甲乙酮肟5kg；三乙胺8kg；水合肼3kg；N，N-二乙基甲酰胺65kg；水480kg。本實(shí)施例所述水性聚氨酯消光樹脂，其制備方法包括如下步驟：(1)取選定量的所述高聚物二元醇，加入到帶有攪拌裝置、溫度計(jì)、冷凝裝置的真空干燥反應(yīng)釜中，加熱至120℃，并用真空泵在300P的壓力下抽真空干燥1小時(shí)，然后將所述高聚物二元醇降溫至70℃，備用；(2)取選定量的所述二異氰酸酯、2kg的新戊二醇及所述鉍磺酸基催化劑，加入反應(yīng)釜中與所述高聚物二元醇混勻，于90℃進(jìn)行反應(yīng)2.5h；(3)隨后將反應(yīng)物降溫至65℃，并加入選定量的所述二羥基羧酸、N,N-二乙基甲酰胺以及余量的所述小分子二元醇混勻，于80℃進(jìn)行反應(yīng)2.5h；(4)隨后將反應(yīng)物降溫至50℃，并加入選定量的所述甲乙酮肟，滴加完后，于65℃進(jìn)行反應(yīng)20min；(5)隨后將反應(yīng)物降溫至55℃，并加入選定量的三乙胺進(jìn)行中和反應(yīng)10min；(6)將反應(yīng)后所得料液在剪切攪拌下加入選定量的水混勻，進(jìn)行均質(zhì)分散15min，隨后加入選定量的水合肼，繼續(xù)分散5分鐘，即得固含量為33.57％的藍(lán)光半透明的水性聚氨酯乳液。實(shí)驗(yàn)例應(yīng)用例1-5取上述實(shí)施例1-5中制備的水性聚氨酯乳液制備所述亞光涂料，具體制備原料包括：實(shí)施例1-5中制備的所述聚氨酯乳液250kg、環(huán)氧樹脂250kg、TiO2150kg、硫酸鋇200kg、流平劑5kg、安息香6kg。取上述原料混勻，用螺桿擠出機(jī)分別擠出、壓片、破碎，然后將片料粉碎過篩制成粉末涂料。粉末涂料采用靜電噴槍噴涂在經(jīng)表面磷化處理后的金屬板上，經(jīng)200℃/10-15min固化，即得涂料涂層。應(yīng)用對(duì)照例本應(yīng)用對(duì)照例所述亞光型粉末涂料的制備原料包括：實(shí)施例3中制備的所述聚酯樹脂300kg、環(huán)氧樹脂300kg、TiO2200kg、硫酸鋇180kg、流平劑10kg、安息香4kg，物理消光劑(MaltagentT360)10kg。取上述原料混勻，用螺桿擠出機(jī)分別擠出、壓片、破碎，然后將片料粉碎過篩制成粉末涂料。粉末涂料采用靜電噴槍噴涂在經(jīng)表面磷化處理后的金屬板上，經(jīng)200℃/10-15min固化，即得涂料涂層。取本發(fā)明應(yīng)用實(shí)施例1-5及應(yīng)用對(duì)照例中制得的粉末涂料制得涂層后，再進(jìn)行各種性能檢測(cè)。檢測(cè)性能包括抗沖擊性能、光澤度以及貯存穩(wěn)定性，具體測(cè)試結(jié)果見下表1。表1涂層的性能檢測(cè)編號(hào)沖擊強(qiáng)度50kg.cm光澤度60℃貯存試驗(yàn)40℃，120h彎曲性能(Φ2mm)應(yīng)用實(shí)施例1通過10°通過通過應(yīng)用實(shí)施例2通過10°通過通過應(yīng)用實(shí)施例3通過9°通過通過應(yīng)用實(shí)施例4通過8°通過通過應(yīng)用實(shí)施例5通過7°通過通過應(yīng)用對(duì)照例通過12°未通過通過檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示，本發(fā)明所述水性聚氨酯其自身即具有較好的消光性能，因此，在制備所需亞光涂料時(shí)，無需再額外添加消光劑即可以獲得較低的光澤度，完全滿足室內(nèi)涂裝之需要。而現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的添加物理消光劑所獲得的涂層，雖然其亞光性能較好，但其貯存性能則略顯欠缺，影響其使用效果。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。當(dāng)前第1頁1 2 3