本發(fā)明涉及涂料領(lǐng)域，更具體地說，涉及耐候性良好的水性聚氨酯分散體，這種分散體制備及其在鋁型材上的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著鋁型材在各行各業(yè)中的應(yīng)用愈加廣泛，鋁型材的涂裝也得到長遠(yuǎn)發(fā)展。目前鋁型材的涂裝包括陽極氧化膜、電泳涂裝、粉末涂裝、氟碳涂料涂裝和有機(jī)聚合物涂裝。
(1)陽極氧化膜具有較良好的耐蝕性、耐磨性和高硬度等性能。如CN 1920111B中提供了一種陽極氧化膜的復(fù)合著色方法，使膜層顏色更加豐富。但其工藝所需能耗巨大，且?guī)硭痛髿獾膰?yán)重污染。所以通常作為鋁型材涂裝的預(yù)處理。
(2)電泳涂裝:電泳涂料作為一類新型的低污染、省能源、省資源、起作保護(hù)和防腐蝕性的涂料，具有涂膜平整，耐水性和耐化學(xué)性好等特點(diǎn)，容易實(shí)現(xiàn)涂裝工業(yè)的機(jī)械化和自動化，適合形狀復(fù)雜，有邊緣棱角、孔穴工件涂裝。如CN 100432158C中關(guān)西涂料株式會社就提供了一種無公害的丙烯酸類電泳涂料。但是電泳涂裝技術(shù)要求高、對涂裝的基材要求嚴(yán)格、需烘烤成膜，還有巨大的能源和資源浪費(fèi)及環(huán)境污染。其中電泳涂料分為陽極和陰極電泳漆，其中陽極電泳漆分丙烯酸類和純酚醛類電泳漆，陰極電泳漆又分為環(huán)氧樹脂類、丙烯酸樹脂類和聚氨酯類電泳漆。丙烯酸樹脂有“熱粘冷脆”的缺點(diǎn)，環(huán)氧樹脂類和純酚醛類電泳漆耐候性差。
(3)粉末涂裝：具有無害、高效率、節(jié)省資源和環(huán)保特點(diǎn)。但其邊角上粉不均一、固化后涂膜缺陷難掩蓋、固化條件高、耗能高及耐候性差。CN201510756669.8專利一種鋁材專用耐候性珠光粉末涂料及其制備方法，其耐候等級比普通的粉末涂料有一定提高，達(dá)到了國標(biāo)GB5237.4-2008中I級標(biāo)準(zhǔn)，氙燈加速老化，1000h，變色程度≤5，光澤保持率>50％，但是其耐候性無法滿足耐候等級要求較高的客戶。
(4)氟碳涂料涂裝：氟碳涂料有PVF、PVDF和PTFE三類。氟碳涂料具有優(yōu)異的耐候性、耐摩擦、耐擦拭、耐沾污、耐酸、耐堿、憎油和憎水等性能。CN 101985536B中提供了一種能夠有效降解甲醛和甲苯等有害氣體的氟碳涂料。但是其價格昂貴和毒性使應(yīng)用受到了一定的限制。
近年來隨著環(huán)境的日益惡化，VOC排放逐年激增，嚴(yán)重影響了正常的生活生產(chǎn)活動，因此，我國出臺了一系類環(huán)保法規(guī)和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，特別是在能耗較高，污染較大的鋁材噴涂領(lǐng)域，急需一種高性能，耐候環(huán)保型涂料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種水性聚氨酯分散體及其應(yīng)用。本發(fā)明引入合適的極性基團(tuán)，得到了極佳的附著力；選擇耐候性方面的單體，賦予了水性聚氨酯分散體良好的耐候性；使用水替代有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)，達(dá)到了環(huán)保要求，克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種高性能環(huán)保水性聚氨酯分散體及其配套涂料的應(yīng)用。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種水性聚氨酯分散體，由如下組分反應(yīng)而成：
A)一種或多種多異氰酸酯；
B)一種或多種聚合多元醇，其數(shù)均分子量為500-3500g/mol；
C)一種或多種含有一個或多個羥基或氨基的化合物，并且其分子量在62-500g/mol；
D)一種或多種具有異氰酸酯活性的離子、潛在離子或非離子親水化合物；
E)一種或多種成鹽試劑；
F)一種或多種催化劑；
上述組分的用量比例如下：10-35wt％的組分A)，50-90wt％的組分B)，0.5-12wt％的組分C)，1.5-15wt％的組分D)，1.5-8.5wt％的組分E)，0.001-0.5wt％的組分F)，所有組分的總和等于100wt％。
本發(fā)明所述的水性聚氨酯分散體，其中，所述組分A)多異氰酸酯為脂肪族二異氰酸酯或脂環(huán)族中的一種或一種以上的混合物。
本發(fā)明所述的水性聚氨酯分散體，其中，所述組分B)聚合多元醇為聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚己內(nèi)酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚丙烯酸多元醇、蓖麻油類多元醇、聚烯烴多元醇、端羥基聚丁二烯橡膠和聚硅氧烷中的一種或一種以上的混合物。
本發(fā)明所述的水性聚氨酯分散體，其中，所述組分C)中含有一個或多個羥基或氨基，包含離子基團(tuán)或能生成離子基團(tuán)。
本發(fā)明所述的水性聚氨酯分散體，其中，所述組分D)為單或二羥基羧酸、單或二氨基羧酸、單或二羥基磺酸、單或二氨基磺酸、單或二羥基磺酸和單或二氨基磺酸，以及它們的鹽或者含一個羥基或氨基的聚氧亞烷基醚。
本發(fā)明所述的水性聚氨酯分散體，其中，所述組分E)為三甲胺、三乙胺、甲基二乙胺、三丙胺、N-甲基嗎啉、甲基二異丙胺、二異丙基乙胺、二烷基單烷醇胺、烷基二烷醇胺、三烷醇胺、氨水溶液、氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或一種以上的混合物。
本發(fā)明所述的水性聚氨酯分散體，其中，所述組分F)中催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸錫、有機(jī)鉍中的一種或一種以上的混合物。
本發(fā)明還提供一種如上述的水性聚氨酯分散體的應(yīng)用，具體應(yīng)用于制備一種涂覆在鋁型材表面的耐候性水性涂料。
所述耐候性水性涂料，由如下組分制備而成：
(1)上述的水性聚氨酯分散體，用量為5-50重量份；
(2)水性樹脂，用量為5-45重量份；
(3)顏填料，用量為5-20重量份；
(4)pH調(diào)節(jié)劑，用量為0.01-0.5重量份；
(5)消泡劑，用量為0.01-0.2重量份；
(6)增稠劑，用量為0.5-3重量份；
(7)潤濕劑，用量為0.5-3重量份；
(8)去離子水，余量；
上述組分總重量為100重量份。
本發(fā)明所述的水性聚氨酯分散體的應(yīng)用，其中，所述水性聚氨酯分散體的重均分子量為5-50萬；所述水性樹脂為水性丙烯酸改性聚氨酯分散體，水性環(huán)氧改性聚氨酯分散體，水性醇酸改性聚氨酯分散體中的一種或一種以上組合物，酸值為10-25mgKOH/g；所述pH調(diào)節(jié)劑為氨水，N，N-二甲基乙醇胺或2-甲基-2-氨基丙醇中的一種或一種以上組合物。
實(shí)施本發(fā)明的水性聚氨酯分散體及其應(yīng)用，具有以下有益效果：
(1)本發(fā)明水性聚氨酯分散體由于含有適量的極性基團(tuán)，如：氨酯鍵、脲鍵和酯鍵等，提高了與鋁材表面之間的庫侖力、范德華力和氫鍵作用，故對鋁材具有極佳的附著力，附著力達(dá)到0級(最高級)。
(2)本發(fā)明水性聚氨酯分散體的制備單體選擇方面著重考慮其耐候性，如非黃變型異氰酸酯中亞甲基型異氰酸酯的苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)等與脂肪族和脂環(huán)族型異氰酸酯的3-異氰酸酯基亞甲基-3，5，5-三甲基環(huán)己基異氰酸酯(IPDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)和4,4`-環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(H12MDI)等，使其不能生成醌式結(jié)構(gòu)而黃變，提高了耐候性?；诖怂跃郯滨シ稚Ⅲw制備的涂料噴涂在鋁材上，根據(jù)國標(biāo)GB5237.4-2008中II級標(biāo)準(zhǔn)，氙燈加速老化，1000h，變色程度≤2.5，光澤保持率>90％。
(3)基于本發(fā)明生產(chǎn)的水性涂料VOC含量極低，選擇低沸點(diǎn)溶劑，如丙酮和丁酮等，在后期工藝中可脫除回收溶劑，從而符合國際最嚴(yán)格的環(huán)保要求，是環(huán)保型高性能涂料，符合全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，具有極大的推廣價值。
(4)本發(fā)明的水性聚氨酯分散體在制備涂料中的應(yīng)用，選用基材為鋁型材，相比于傳統(tǒng)的陽極氧化膜、粉末涂裝、電泳涂裝和氟碳涂裝，其耐候性良好，無污染、性價比高、涂裝條件低，而且涂裝工藝簡單。
具體實(shí)施方式
下面，結(jié)合具體實(shí)施方式，對本發(fā)明做進(jìn)一步描述：
一種水性聚氨酯分散體，由如下組分反應(yīng)而成：
A)一種或多種多異氰酸酯；
B)一種或多種聚合多元醇，其數(shù)均分子量為500-3500g/mol；
C)一種或多種含有一個或多個羥基或氨基的化合物，并且其分子量在62-500g/mol；
D)一種或多種具有異氰酸酯活性的離子、潛在離子或非離子親水化合物；
E)一種或多種成鹽試劑；
F)一種或多種催化劑；
上述組分的用量比例如下：10-35wt％的組分A)，50-90wt％的組分B)，0.5-12wt％的組分C)，1.5-15wt％的組分D)，1.5-8.5wt％的組分E)，0.001-0.5wt％的組分F)，所有組分的總和等于100wt％。
所述組分A)多異氰酸酯為脂肪族二異氰酸酯或脂環(huán)族中的一種或一種以上的混合物。適合作為組分A)的異氰酸酯通式是R`(NCO)2的多異氰酸酯，其中R`代表4-12個碳原子的脂肪族烴基、6-15個碳原子的脂環(huán)族烴基、6-15個碳原子的芳烴基或7-15個碳原子的芳脂族烴基。此種優(yōu)選使用的二異氰酸酯的例子：四亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、4,4`-二苯基甲烷二異氰酸酯、2,4-二苯基甲烷二異氰酸酯、2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯，還有非上述二異氰酸酯的混合物。尤其是3-異氰酸酯基亞甲基-3，5，5-三甲基環(huán)己基異氰酸酯(IPDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)和4,4`-環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(H12MDI)。
相應(yīng)的，還可以使用官能度≥2的多異氰酸酯。這些多異氰酸酯包括脲二酮、異氰脲酸酯、氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、縮二脲結(jié)構(gòu)改性的二異氰酸酯，以及每個分子中具有多于2個NCO基團(tuán)的未改性的多異氰酸酯，例如：4-異氰酸酯基甲基辛烷-1,8-異氰酸酯(壬烷三異氰酸酯)或三苯基甲烷-4,4`,4`-三異氰酸酯。
所述組分B)聚合多元醇為聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚己內(nèi)酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚丙烯酸多元醇、蓖麻油類多元醇、聚烯烴多元醇、端羥基聚丁二烯橡膠和聚硅氧烷中的一種或一種以上的混合物。其中優(yōu)選聚醚多元醇、聚己內(nèi)酯多元醇和聚碳酸酯多元醇的一種或一種以上的混合物。它們的羥值為32-224mgKOH/g，羥基官能度為1.8-2.2。其中聚醚多元醇優(yōu)選聚四氫呋喃多元醇。而合適的聚碳酸酯多元醇可通過碳酸衍生物如碳酸二苯酯、碳酸二甲酯或光氣與二醇反應(yīng)制得。這類的二醇的合適例子包括乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、新戊二醇、1,4-二羥甲基環(huán)己烷、2-甲基-1,3-丙二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、雙丙甘醇、聚丙二醇、二丁二醇、聚丁二醇、雙酚A、四溴雙酚A，以及內(nèi)酯改性的二醇。尤其是低分子量多元醇，使線性聚碳酸酯多元醇變得略微支鏈化。合適的例子包括丙三醇、三羥甲基丙烷、1,2,6-己三醇、1,2,4-丁三醇、季戊四醇、對環(huán)己二醇、甘露醇和山梨糖醇。
所述組分C)中含有一個或多個羥基或氨基，包含離子基團(tuán)或能生成離子基團(tuán)。如，用于制備水性聚氨酯分散體的低分子量多元醇組分C)，具有使聚合物鏈硬化或支化的作用。優(yōu)選分子量在62-500g/mol。合適的組分C)可以包含脂肪族、脂環(huán)族或芳香族基團(tuán)。所述低分子量多元醇可以是每個分子中具有最多約22個碳原子的低分子量多元醇，例如：乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、環(huán)己二醇、1,4-環(huán)己烷二甲醇、氫化雙酚A、三羥甲基丙烷、丙三醇或季戊四醇及它們的混合物。還可以使用酯二醇，例如：α-羥基丁基-ε-羥基己酸酯、ε-羥基己基-γ-羥基丁酸酯或?qū)Ρ蕉姿岫?β-羥基乙基)酯。優(yōu)選組分C)是1,4-丁二醇和1,6-己二醇。
同樣，可以使用二胺或多胺以及酰胺作為組分C)，例如：乙二胺、1,2-二氨基丙烷、1,3-二氨基丙烷、1,4-二氨基丁烷、1,6-二氨基己烷、異佛爾酮二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、三亞乙基二胺、二甲基乙二胺、2,2,4-三甲基-1,6-己二胺和2,4,4-三甲基-1,6-己二胺的異構(gòu)體混合物、肼或己二酸二酰肼、水合肼。當(dāng)然，亦可以使用它們作為制備水性聚氨酯分散體時的擴(kuò)鏈劑。
有時，符合組分C)定義的也可包括一元醇，用作封端劑，諸如乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-己醇和2-乙基己醇。
所述組分D)定義為合適的離子或潛在離子親水化合物，例如有單或二羥基羧酸、單或二氨基羧酸、單或二羥基磺酸、單或二氨基磺酸、單或二羥基磺酸和單或二氨基磺酸，以及它們的鹽。諸如二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸、2-羥基戊酸、乙二胺丙磺酸、乙二胺丁磺酸、1,2-丙二胺-β-乙磺酸、1,3-丙二胺-β-乙磺酸、2-(2-氨基乙基氨基)乙磺酸、N-(2-氨乙基)-β-丙氨酸、蘋果酸、檸檬酸、酒石酸、乙醇酸、乳酸、甘氨酸、丙氨酸、?；撬帷①嚢彼?、3,5-二氨基苯甲酸、還可是酯族二胺如乙二胺(EDA)或異佛爾酮二胺(IPDA)與丙烯酸(EP-A 0916647,實(shí)施例1)及其堿金屬的鹽或銨鹽的加合物，聚醚磺酸鹽，2-丁烯二醇和NaHSO3的丙氧基化加合物，如DE-A2446440(第5-9頁，通式Ⅰ-Ⅲ)所述，以及可作為親水合成組分的含有可轉(zhuǎn)化為陽離子基團(tuán)的單元的化合物，如胺基單元的化合物，諸如N-甲基二乙醇胺。還可以使用如WO-A 01/88006中所述的環(huán)己基氨基丙磺酸(CAPS)作為符合組分C)的化合物。其中優(yōu)選二羥基甲基丙酸、二羥基甲基丁酸、2-(2-氨基乙基氨基)乙磺酸及其鹽。
另外，可作為組分D)中的非離子親水化合物是例如一個羥基或氨基的聚氧亞烷基醚。比如：一種醇分子量250-3000的聚環(huán)氧乙烷/聚環(huán)氧丙烷嵌段共聚物構(gòu)成。假如有足夠含量的這些非離子親水化合物，則可以不用使用組分D)中的其他類化合物。
對于本水性聚氨酯分散體，優(yōu)選陰離子型親水化合物和非離子型親水化合物或它們的組合。
根據(jù)組分D)的種類和性質(zhì)，有時需要增加中和這一步驟而使用成鹽助劑E)，在將潛在陰離子基團(tuán)部分或完全轉(zhuǎn)化為陰離子基團(tuán)的中和步驟中，使用堿例如在各烷基中具有1-12個碳原子，優(yōu)選1-6個碳原子，特別優(yōu)選2-3個碳原子的三烷基胺，或者是堿金屬堿，如相應(yīng)的氫氧化物。其實(shí)例是三甲胺、三乙胺、甲基二乙胺、三丙胺、N-甲基嗎啉、甲基二異丙胺和二異丙基乙胺。該烷基也可以帶有羥基，例如二烷基單烷醇胺、烷基二烷醇胺和三烷醇胺。如果需要，可用的成鹽助劑也可以是無機(jī)堿，如氨水溶液、氫氧化鈉和氫氧化鉀。其中堿的摩爾量是陰離子基團(tuán)的摩爾量的60-125％，優(yōu)選70-105％。
異氰酸酯的預(yù)聚物的合成可不使用組分F)催化劑而實(shí)現(xiàn)。但催化劑在某些情況下優(yōu)選于加速反應(yīng)。合適的催化劑的例子包括錫(Ⅱ)和錫(Ⅳ)化合物，如辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫、氧化二丁基錫，叔胺化合物如：三乙基胺、二氮雜雙環(huán)壬烷和雙(二甲基氨基乙基)醚，嗎啉化合物如：β,β`-二嗎啉代二乙基醚，羧酸鹽如羧酸鉍、羧酸鋅鉍、辛酸鉀和乙酸鉀，氯化鐵(Ⅲ)。優(yōu)選的催化劑是二月桂酸二丁基錫、辛酸錫和羧酸鉍以及它們的組合。
特別優(yōu)選使用12-30wt％的組分A)，60-90wt％的組分B)，0.5-11wt％的組分C)，1.5-13wt％的組分D)，1.5-8wt％的組分E)，0.001-0.5wt％的組分F)，所有組分的總和等于100wt％。
本發(fā)明的水性聚氨酯分散體可使用本領(lǐng)域中已知的所有方法，例如：預(yù)聚體法、丙酮法和熔融分散法。本發(fā)明的水性聚氨酯分散體優(yōu)選丙酮法制備。
制備水性聚氨酯分散體的過程可在均相中分一個或多個階段進(jìn)行，或者部分的在分散相中進(jìn)行。
通常，組分A)-F)都是作為整體或部分加入，并且任選地選用對異氰酸酯基團(tuán)呈惰性的與水混溶的溶劑進(jìn)行稀釋。合適的溶劑是普通的脂肪族酮，例如：丙酮或丁酮，這些溶劑不僅可以在制備反應(yīng)開始時添加，還可以任意時間、任意比例地添加。優(yōu)選丙酮和丁酮。其他溶劑可以完全或部分地蒸餾除去或完全保留與分散體中，也適合本發(fā)明，例如二甲苯、甲苯、環(huán)己烷、乙酸乙酯、乙酸甲氧基丙酯，N-甲基吡咯烷酮。
在預(yù)聚體的制備中，異氰酸酯指數(shù)為1.0-4.0，優(yōu)選1.1-3.5,更優(yōu)選1.2-3.0。制備過程中，單體可完全反應(yīng)或部分反應(yīng)，優(yōu)選完全反應(yīng)。這樣就以本體或溶液形式得到含游離異氰酸酯基的聚氨酯預(yù)聚體。
水性聚氨酯分散體的制備過程是將水加入預(yù)聚體中或預(yù)聚體加入水中，優(yōu)選將水加入預(yù)聚體中。如果制得的預(yù)聚體分散困難，利用如：丙酮或丁酮之類的脂肪酮進(jìn)行降粘。
隨后，可以使用含有-NH2官能團(tuán)或-NH官能團(tuán)組分與剩余的異氰酸酯基團(tuán)反應(yīng)。此步驟可在分散之前、分散過程中和分散之后，可以在溶劑中進(jìn)行，也可在水中進(jìn)行。使用符合組分C)定義的，含有-NH2官能團(tuán)或-NH官能團(tuán)的化合物進(jìn)行擴(kuò)鏈/封端反應(yīng)時，優(yōu)選在分散于水中之前進(jìn)行。
擴(kuò)鏈程度也就是用于擴(kuò)鏈的化合物的NCO活性基團(tuán)與預(yù)聚物的游離NCO基團(tuán)之間的當(dāng)量比例，其值為45-130％，優(yōu)選55-120％，更優(yōu)選65-115％。
組分C)、D)、E)、F)可以任選的以水或溶劑稀釋的方式用于本水性分散體，可以單獨(dú)使用或作為混合物使用，加料順序任意。
本發(fā)明還提供一種如上述的水性聚氨酯分散體的應(yīng)用，具體應(yīng)用于制備一種涂覆在鋁型材表面的耐候性水性涂料。
所述耐候性水性涂料，由如下組分制備而成：
(1)上述的水性聚氨酯分散體，用量為5-50重量份；
(2)水性樹脂，用量為5-45重量份；
(3)顏填料，用量為5-20重量份；
(4)pH調(diào)節(jié)劑，用量為0.01-0.5重量份；
(5)消泡劑，用量為0.01-0.2重量份；
(6)增稠劑，用量為0.5-3重量份；
(7)潤濕劑，用量為0.5-3重量份；
(8)去離子水，余量；
上述組分總重量為100重量份。
本發(fā)明所述的水性聚氨酯分散體的應(yīng)用，其中，所述水性聚氨酯分散體的重均分子量為5-50萬；所述水性樹脂為水性丙烯酸改性聚氨酯分散體，水性環(huán)氧改性聚氨酯分散體，水性醇酸改性聚氨酯分散體中的一種或一種以上組合物，酸值為10-25mgKOH/g；所述pH調(diào)節(jié)劑為氨水，N，N-二甲基乙醇胺或2-甲基-2-氨基丙醇中的一種或一種以上組合物；除了上述組分有特殊規(guī)定外，其余組分如顏填料、消泡劑、增稠劑、潤濕劑均為本領(lǐng)域常規(guī)的原料，均能從市面上購買而得。
本發(fā)明制備得到的水性涂料，比于傳統(tǒng)的陽極氧化膜、粉末涂料、電泳涂料、氟碳涂料，其耐候性良好，無污染、性價比高、涂裝工藝簡單。
實(shí)施例1一種水性聚氨酯分散體
將B)組分236g聚四氫呋喃多元醇(Mn＝1000)、D)組分17.6g二羥甲基丁酸、C)組分5.3g1,3-丁二醇、C)組分3.8g新戊二醇和150g丙酮加入反應(yīng)器中，加熱至60℃，進(jìn)行攪拌。然后加入A)組分74.5g六亞甲基二異氰酸酯(HDI)和F)組分1.4g二月桂酸二丁基錫，并將混合物加熱到70℃。在此溫度下進(jìn)行攪拌，直到NCO含量達(dá)到8.1％為止。然后，使該混合物冷卻至50℃，后加入E)組分9.2g三乙胺，攪拌30min。該預(yù)聚體分散在750g水中，水在0℃時加入。分散后，再攪拌10min。然后在10min鐘內(nèi)將C)組分1.2g水合肼和C)組分1.6g乙二胺的水溶液(60g)加入。在水溶液完全加入后，將混合物在30℃攪拌15min，真空蒸餾來除去丙酮。為了使異氰酸酯基能夠通過反應(yīng)完全被消耗，將混合物在30℃攪拌，直到IR光譜不再檢測到NCO為止。最終的分散體通過240微米的快速過濾器進(jìn)行過濾。
實(shí)施例2一種水性聚氨酯分散體
將B)組分245g聚四氫呋喃多元醇(Mn＝1000)、B)組分100g聚碳酸酯多元醇(Mn＝2000)、D)組分16.7g二羥甲基丙酸、C)組分5.2g1,3-丁二醇、C)組分3.6g新戊二醇和150g丙酮加入反應(yīng)器中，加熱至60℃，進(jìn)行攪拌。然后加入A)組分34.1g六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、A)組分40.4g異佛爾酮二異氰酸酯和F)組分1.3g二月桂酸二丁基錫，并將混合物加熱到70℃。在此溫度下進(jìn)行攪拌，直到NCO含量達(dá)到7.4％為止。然后，使該混合物冷卻至50℃，后加入E)組分8.9g三乙胺，攪拌30min。預(yù)聚體分散在750g水中，水在0℃時加入。分散后，再攪拌10min。然后在10min鐘內(nèi)將C)組分1.2g水合肼C)組分和1.8g乙二胺的水溶液(60g)加入。在水溶液完全加入后，將混合物在30℃攪拌15min，然后真空蒸餾來除去丙酮。為了使異氰酸酯基能夠通過反應(yīng)完全被消耗，將混合物在30℃攪拌，直到IR光譜不再檢測到NCO為止。最終的分散體通過240微米的快速過濾器進(jìn)行過濾。
實(shí)施例3一種水性聚氨酯分散體
將B)組分226g聚四氫呋喃多元醇(Mn＝1000)、B)組分104g聚己內(nèi)酯多元醇(Mn＝2000)、D)組分17.7g2-(2-氨基乙基氨基)乙磺酸、C)組分5.6g1,3-丁二醇、C)組分3.5g新戊二醇、F)組分0.9g二月桂酸二丁基錫和150g丙酮加入反應(yīng)器中，加熱至60℃，進(jìn)行攪拌。然后加A)組分入35.1g六亞甲基二異氰酸酯(HDI)和A)組分30.4g4,4`-二異氰酸根合環(huán)己基甲烷(H12MDI)，并將混合物加熱到70℃。在此溫度下進(jìn)行攪拌，直到NCO含量達(dá)到7.7％為止。然后，使該混合物冷卻至50℃，后加入E)組分7.7g氨水，攪拌30min。預(yù)聚體分散在750g水中，水在0℃時加入。分散后，再攪拌10min。然后在10min鐘內(nèi)將C)組分1.2g水合肼和C)組分1.8g乙二胺的水溶液(60g)加入。在水溶液完全加入后，將混合物在30℃攪拌15min，然后真空蒸餾來除去丙酮。為了使異氰酸酯基能夠通過反應(yīng)完全被消耗，將混合物在30℃攪拌，直到IR光譜不再檢測到NCO為止。最終的分散體通過240微米的快速過濾器進(jìn)行過濾。
實(shí)施例4一種水性聚氨酯分散體
將B)組分236g聚己內(nèi)酯多元醇(Mn＝2000)、B)組分130g聚碳酸酯多元醇(Mn＝2000)、D)組分7.7g二羥甲基丁酸、D)組分11g2-(2-氨基乙基氨基)乙磺酸鈉、C)組分5.1g1,4-丁二醇、C)組分3.2g新戊二醇、F)組分1.3g辛酸錫和150g丙酮加入反應(yīng)器中，加熱至60℃，進(jìn)行攪拌。然后加入A)組分34.1g六亞甲基二異氰酸酯(HDI)和A)組分40.4g異佛爾酮二異氰酸酯，并將混合物加熱到70℃。在此溫度下進(jìn)行攪拌，直到NCO含量達(dá)到8.6％為止。然后，使該混合物冷卻至50℃，后加入E)組分8.9g三乙胺，攪拌30min。預(yù)聚體分散在750g水中，水在0℃時加入。分散后，再攪拌10min。然后在10min鐘內(nèi)將C)組分1.1g水合肼和C)組分1.9g乙二胺的水溶液(60g)加入。在水溶液完全加入后，將混合物在30℃攪拌15min，然后真空蒸餾來除去丙酮。為了使異氰酸酯基能夠通過反應(yīng)完全被消耗，將混合物在30℃攪拌，直到IR光譜不再檢測到NCO為止。最終的分散體通過240微米的快速過濾器進(jìn)行過濾。
實(shí)施例5一種水性聚氨酯分散體
將B)組分280g聚四氫呋喃多元醇(Mn＝1000)、B)組分100g聚碳酸酯多元醇(Mn＝2000)、B)組分50g聚己內(nèi)酯多元醇(Mn＝2000)、D)組分16.7g二羥甲基丙酸、C)組分5.2g 1,3-丁二醇、C)組分3.6g新戊二醇和150g丙酮加入反應(yīng)器中，加熱至60℃，進(jìn)行攪拌。然后加入A)組分24.1g六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、A)組分40.4g異佛爾酮二異氰酸酯、A)組分30g 4,4`-二異氰酸根合環(huán)己基甲烷(H12MDI)和F)組分1.3g辛酸錫，并將混合物加熱到70℃。在此溫度下進(jìn)行攪拌，直到NCO含量達(dá)到8.4％為止。然后，使該混合物冷卻至50℃，后加入E)組分8.3g氫氧化鈉溶液，攪拌30min。預(yù)聚體分散在750g水中，水在0℃時加入。分散后，再攪拌10min。然后在10min鐘內(nèi)將C)組分1.2g水合肼和C)組分1.8g乙二胺的水溶液(60g)加入。在水溶液完全加入后，將混合物在30℃攪拌15min，然后真空蒸餾來除去丙酮。為了使異氰酸酯基能夠通過反應(yīng)完全被消耗，將混合物在30℃攪拌，直到IR光譜不再檢測到NCO為止。最終的分散體通過240微米的快速過濾器進(jìn)行過濾。
上述實(shí)施例1-5水性聚氨酯分散體的特征結(jié)果如表1：
表1實(shí)施例1-5水性聚氨酯分散體的特征
實(shí)施例6一種水性涂料
選擇實(shí)例3中的水性聚氨酯分散體，按如表2的配方比例配制一種水性涂料。
表2水性涂料的原料組成以及用量比例
以CN201510756669.8專利《一種鋁材專用耐候性珠光粉末涂料及其制備方法》的粉末涂料為對比實(shí)施例，與實(shí)施例6的水性涂料再鋁型材上進(jìn)行噴涂，觀察兩種涂料的性能，其結(jié)果如下：
表3對比實(shí)施例與實(shí)施例6的水性涂料的性能比較結(jié)果
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明的水性聚氨酯分散體涂料在附著力、光澤和耐候性具有優(yōu)異性能，具備工業(yè)推廣價值。
對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。