專利名稱：水性聚氨酯、水性抗靜電涂料組合物及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及涂料領域，特別涉及水性聚氨酯、水性抗靜電涂料組合物及其制備方法。
背景技術：
抗靜電涂料是具有導電和排出積累靜電荷能力的功能性涂料。伴隨現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，抗靜電涂料至今已經(jīng)有約半個多世紀的發(fā)展歷史。近年來，隨著電子產(chǎn)品數(shù)量的迅猛發(fā)展，因靜電損壞電子元件造成的損失高達100多億美元，并且呈現(xiàn)逐年上漲的趨勢，因此作為最方便有效地消除靜電的抗靜電涂料越來越受到人們的青睞?？轨o電涂料是在高分子聚合物中加入抗靜電添加劑實現(xiàn)導靜電功能的，其中高分子聚合物為成膜物質(zhì)，抗靜電添加劑為導電組分。目前的抗靜電添加劑主要有三種類型:碳系材料、金屬粉和導電高分子。選用碳系材料時，存在顏色深，色彩單調(diào)，不易分散，電性能不穩(wěn)定等缺陷。選用金屬粉時，如 果選用一般金屬，其在使用過程中容易被氧化，導致抗靜電效果差；如果選用金或銀，又存在成本高，難以大規(guī)模應用的問題。選用導電高分子材料時，由于其能夠與高分子聚合物有很好的相容性，得到的抗靜電材料具有優(yōu)異的抗靜電性能以及抗靜電性能持久，因此導電高分子是最有前景的一類抗靜電添加劑。在眾多導電高分子中，水性導電聚苯胺已經(jīng)廣泛應用在抗靜電涂料的制備中。申請?zhí)枮?2134219.9的中國專利以水溶性聚苯乙烯磺酸摻雜聚苯胺作為抗靜電劑，2，4_甲苯二異氰酸酯交聯(lián)改型聚乙烯醇為成膜物質(zhì)，制備了抗靜電涂料。申請?zhí)枮?01010164030.8的中國專利和申請?zhí)柼枮?01110388668.4的中國專利以核殼導電聚苯胺為抗靜電添加劑，添加到水性環(huán)氧樹脂乳液、水性丙烯酸酯乳液或水性聚氨酯乳液中，制備了核殼結構導電聚苯胺水性抗靜電涂料。申請?zhí)枮?01010295085.2的中國專利以水性導電聚苯胺作為抗靜電添加劑，陽離子或非離子水性聚氨酯丙烯酸酯未成膜樹脂，制備了一種水性體系紫外光固化抗靜電涂料，基體材料的涂層面電阻范圍為I X IO3-1 X IO9 Ω /sq,抗靜電效果持久，面電阻上升率為1.3-8%/年。盡管以水性聚苯胺為抗靜電添加劑的抗靜電涂料已經(jīng)有了很多報道，但是上述這些專利中所使用的成膜物質(zhì)即高分子聚合物均為石化產(chǎn)品合成，對石化資源具有嚴重的依賴性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術問題在于提供一種水性抗靜電涂料組合物，減少石化產(chǎn)品的使用，降低對石化資源的依賴。本發(fā)明提供了具有式(I)或式(II)結構的水性聚氨酯:
權利要求
1.具有式(I)或式(II)結構的水性聚氨酯:
2.具有式(I)結構的水性聚氨酯的制備方法，包括以下步驟: 將三羥甲基丙烷、聚(碳酸酯-醚)多元醇、二月桂酸二丁基錫和二異氰酸酯混合，在惰性溶劑中發(fā)生反應，得到第一中間產(chǎn)物； 所述第一中間產(chǎn)物與親水擴鏈劑反應，得到第二中間產(chǎn)物； 所述第二中間產(chǎn)物與小分子二元醇擴鏈劑反應，得到第三中間產(chǎn)物； 所述第三中間產(chǎn)物與聚乙二醇單甲醚磷酸酯反應，加水后，得到具有式(I)結構的水性聚氨酯； 所述聚(碳酸酯-醚)多元醇的結構如式(III)所示:
3.具有式(II)結構的水性聚氨酯的制備方法，包括以下步驟: 將三羥甲基丙烷、聚(碳酸酯-醚)多元醇、數(shù)均分子量為200 2000道爾頓的聚乙二醇、二月桂酸二丁基錫和二異氰酸酯混合，在惰性溶劑中發(fā)生反應，得到第一中間產(chǎn)物；將所述第一中間產(chǎn)物與小分子二元醇擴鏈劑反應，加水后，得到具有式(II)結構的水性聚氨酯； 所述聚(碳酸酯-醚)多元醇的結構如式(III)所示:
4.根據(jù)權利要求2或3任意一項所述的制備方法，其特征在于，所述惰性溶劑為丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇苯醚醋酸酯、二乙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇單乙醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯或丙二醇丁醚醋酸酯。
5.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述三羥甲基丙烷、聚(碳酸酯-醚)多元醇、二異氰酸酯、親水 擴鏈劑、小分子二元醇擴鏈劑和聚乙二醇單甲醚磷酸酯的質(zhì)量比為(130 151):(1500 3500):(850 1320):(107 150):(216 365):(168 182)。
6.根據(jù)權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述三羥甲基丙烷、聚(碳酸酯-醚)多元醇、聚乙二醇、二異氰酸酯和小分子二元醇擴鏈劑的質(zhì)量比為(126 160):(1500 3500): (200 1980): (850 1320): (220 342)。
7.一種水性抗靜電涂料組合物，包括: 8 42重量份的權利要求1所述的具有式(I)或式(II)結構的水性聚氨酯； 5 12重量份的水性導電聚苯胺； 0.5 0.9重量份的水性流平劑； 0.2 0.6重量份的水性消泡劑； 4 9重量份的水性助劑； 3 4.8重量份的水性固化劑。
8.根據(jù)權利要求6所述的組合物，其特征在于，所述水性流平劑為丙烯酸酯型流平劑或有機硅型流平劑。
9.根據(jù)權利要求6所述的組合物，其特征在于，所述的水性固化劑為水性多異氰酸酯。
10.一種水性抗靜電涂料組合物的制備方法，包括以下步驟: 將權利要求1所述的具有式(I)或式(II)結構的水性聚氨酯、水性導電聚苯胺、水性流平劑和水性消泡劑攪拌混合，得到混合物； 將所述混合物、水性助溶劑與水性固化劑混合，得到水性抗靜電涂料組合物。
全文摘要
本發(fā)明提供了具有式(I)或式(II)結構的水性聚氨酯。一種水性抗靜電涂料組合物，包括8～42重量份的權利要求1所述的具有式(I)或式(II)結構的水性聚氨酯；5～12重量份的水性導電聚苯胺；0.5～0.9重量份的水性流平劑；0.2～0.6重量份的水性消泡劑；4～9重量份的水性助劑；3～4.8重量份的水性固化劑。本發(fā)明以具有式(I)或式(II)結構的水性聚氨酯為成膜物質(zhì)，減少了對石化產(chǎn)品的依賴，得到的水性抗靜電涂料的抗靜電效果更持久，面電阻上升率為0.38～2.44%/年。式(I)；式(II)。
文檔編號C08G18/44GK103193957SQ20131009023
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月20日 優(yōu)先權日2013年3月20日
發(fā)明者張紅明, 高永剛, 李冬威, 李季, 王獻紅, 王佛松 申請人:中國科學院長春應用化學研究所