[0112] 1)聚氨酯预聚物的制备：
[0113] 在装有搅拌器、温度计、冷凝管的500mL四口烧瓶里，加入聚酯多元醇25份和异 氟尔酮二异氰酸酯27. 17份，在500rpm搅拌转速及氮气保护下加热至85°C，反应至所测得 的-NCO含量达到理论值（17. 70% )。
[0114] 反应方程式如下所示：
[0115]
[0116] 2)环氧树脂改性聚氨酯预聚物：
[0117] 在上述反应体系中加入44份的稀释剂调节体系粘度，随后加入5份的亲水扩链剂 2, 2-二羟甲基丙酸（DMPA)、5份的环氧树脂及0. 06份的二月桂酸二丁基锡（T-12)，当NCO 含量达到理论值时（4. 86% )，往反应体系中加入反应3. 16份的二元醇，在85°C的条件下反 应，用二正丁胺反滴定法测定-NCO含量，当达到理论值时（2. 03% )，可进入下一步的反应。
[0118] 反应方程式如下所示：
[0120] 3)聚氨酯预聚物的中和、乳化、水相扩链：
[0121] 将步骤2)制得的体系降温到40°C，加入3. 78份的中和剂三乙胺，中和5min后，加 102. 80份水，提高转速到1500rpm，稀释乳化20min。降低搅拌转速到500rpm，将L 27份的 乙二胺溶解到25份的水中，滴加到反应体系中，滴加10分钟，在水相扩链反应1小时，然后 减压蒸馏出丁酮，得到环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液。
[0122] 在以上各实施例中：
[0123] 所述的聚酯多元醇优选华大化学的CMA-44;
[0124] 所述的异氟尔酮二异氰酸酯优选为拜耳生产的IPDI;
[0125] 所述的甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、2, 2-二羟甲基丙酸、三羟甲基丙烷、 1，4- 丁二醇、偶氮二异丁腈、丁酮、乙二胺优选为阿拉丁试剂。
[0126] 所述的二月桂酸二丁基锡优选为常州凯瑞化学科技有限公司的产品。
[0127] 所述的双酚A-环氧氯丙烷型环氧树脂优选唐山市北方化工原料试剂仪器厂的 E-44产品。
[0128] 对环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液进行粒径大小、硬度、成膜温度、耐水性、耐醋 性、耐醇性等性能测试。
[0129] 粒度分析：采用马尔文公司3000SHA型纳米粒度分析仪测试乳液粒径。
[0130] 光泽（60°C ):按照GB/T 9754规定测试。
[0131] 硬度：按照GB/T 6739规定进行测试。
[0132] 附着力：按照GB/T 9286-1998规定进行测试，划格间距为2mm。
[0133] 耐水性：按照GB/T 4893. 1-2005规定进行测试。耐水24小时，漆膜是否出现异 常。
[0134] 耐醇性：测试方法与耐水性相同，试液为50 % (体积分数）的乙醇溶液，实验时间 为lh，实验1小时后，观察漆膜是否正常。
[0135] 耐醋性：选用酿造食醋，实验1小时后，观察漆膜是否正常。
[0136] 成膜温度：采用英国RH0P0INT公司MFFT Bar-60最低成膜温度测试仪，测试乳液 的最低成膜温度。
[0137] 经过对各实施例的测试，本发明的环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液的检测数据结 果如以下各表所示：
[0138] 表一环氧树脂改性水性聚氨酯乳液的各实施例测试的实验数据
[0139]
[0140] 从表一中可以明显看出，本发明的各实施例在不同环境条件下均具有良好的耐水 性、耐醇性及耐污染性，粒径分布均在IOOnm左右，具有很高的附着力及硬度，具有很好的 应用价值。
[0141] 综上所述，本发明的各实施例的环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液具有很高的硬度 及附着力，具有良好的耐水性、耐醇性及耐污染性。
[0142] 上述【具体实施方式】只是对本发明的技术方案进行详细解释，本发明并不只仅仅局 限于上述实施例，本领域技术人员应该明白，凡是依据上述原理及精神在本发明基础上的 改进、替代，都应在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液，其特征在于：其由以下组分按以下重量份数 比配制而成： 聚酯多元醇 24. OO-26. OO份 异氟尔酮二异氰酸酯 25. 36-30. 18份 稀释剂 42. 00-46. 00份 亲水扩链剂 4. 00-5. 00份 环氧树脂 3, 00-8. 00份 二元醇 2, 66-3. 27 份 二月桂酸二丁基锡 0. 04-0. 08份 中和剂 2. 73-3. 78份 水 117. 98-167. 20 份 乙二胺 1.27-2. 19 份。2. 根据权利要求1所述的环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液，其特征在于：所述聚酯多 元醇为分子量为2000-3000的聚酯多元醇。3. 根据权利要求1所述的环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液，其特征在于：所述的二元 醇为乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、戊二醇、一缩二乙二醇或新戊二醇中的一种。4. 根据权利要求1所述的环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液，其特征在于：所述稀释剂 为丙酮、丁酮、N-甲基吡咯烷酮或N，N-二甲基甲酰胺中的一种。5. 根据权利要求1所述的环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液，其特征在于：所述的环氧 树脂为双酚A-环氧氯丙烷型环氧树脂。6. 根据权利要求1所述的环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液，其特征在于：所述引发剂 为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰或偶氮二异庚腈中的一种。7. 根据权利要求1所述的环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液，其特征在于：所述的中和 剂为三乙胺，所述的亲水扩链剂为2, 2-二羟甲基丙酸。8. -种环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于：所述的环氧树脂改 性的水性聚氨酯乳液按照以下依序进行的步骤制备： 1) 聚氨酯预聚物的制备： 在反应器中加入聚酯多元醇24. 00-26. 00份和异氟尔酮二异氰酸酯25. 36-30. 18份， 在300-500rpm搅拌转速及氮气保护下加热至80-85°C，反应至所测得的-NCO含量达到理论 值； 2) 环氧树脂改性聚氨酯预聚物： 然后，保持上述转速和温度，加入42. 00-46. 00份的稀释剂调节体系粘度，接着加入 4. 00-5. 00份的亲水扩链剂、3. 00-8. 00份的环氧树脂及0. 04-0. 08份的二月桂酸二丁基 锡，之后开始测定-NCO含量，当-NCO含量达到理论值时，往反应器中加入2. 66-3. 27份的 二元醇，然后开始测定-NCO含量，当-NCO含量达到理论值时，即可得环氧树脂改性聚氨酯 预聚物； 3)环氧树脂改性聚氨酯预聚物的中和、乳化、水相扩链： 然后保持上述转速，将步骤2)制得的反应体系降温到30-40°C，加入2. 73-3. 78份的中 和剂，中和3-5min ;接着加入97. 98-117. 20份水，之后提高转速到1000-1500rpm，稀释乳化 15-20min ;然后降低搅拌转速到300-500rpm，将1. 27-2. 19份的乙二胺溶解到24. 00-26. 00 份的水中，用10-15分钟将乙二胺溶液滴加到反应体系中，在水相扩链反应1-2小时，然后 减压蒸馏出丁酮，得到环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液。9.根据权利要求8所述的环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于： 所述的-NCO含量的测量方法为二正丁胺反滴定法。
【专利摘要】本发明涉及一种环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液及其制备方法，其由以下组分配制而成：聚酯多元醇、异氟尔酮二异氰酸酯、稀释剂、亲水扩链剂、环氧树脂、二元醇、二月桂酸二丁基锡、中和剂、水及乙二胺。本发明有如下优点：避免了外加乳化剂引起的耐水性下降问题；本发明产品具有致密的网状结构，能提高水性聚氨酯胶膜的耐水性、力学性能和热性能。
【IPC分类】C08G18/34, C08G18/75, C08G18/58, C08G18/32, C08G18/42, C08G18/08, C08G18/66
【公开号】CN105175679
【申请号】
【发明人】洪杰, 王艳
【申请人】三棵树涂料股份有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月25日