本發(fā)明屬于聚氨酯制備技術領域，特別涉及一種木器漆修色用水性聚氨酯樹脂及其制備方法。

背景技術：

隨著人們生活水平逐漸的提高，對生活環(huán)境的品質要求也在逐步提升，家庭裝修無疑成為人們的焦點，水性木器涂料在家庭裝修市場中的應用也變得越來越多。人們?yōu)榱税鸭彝パb修的更加舒適、時尚和個性化，會用上大量的色彩來點綴。為了滿足人們對色彩的需求，施工時能較好的達到修色效果，對水性木器家裝涂料修色劑的開發(fā)與應用進行了大量的研究。

近年來，水性木器漆取得較快的發(fā)展，但在施工上仍存入困難，如由于水性木器漆以水為溶劑，表面張力較大，在采用傳統(tǒng)的著色方法(把著色劑加入到面漆中)時，往往會因為面漆對基材潤濕不好，導致局部著不上色或著色不勻，難以達到理想的裝飾效果，從而使水性木器漆的應用局限于實色涂裝(顏料型著色劑著色)和一些清漆本色涂裝。因此，要實現(xiàn)水性木器漆全封閉清漆著色涂裝的工廠化生產，就要解決修色問題，使施工操作簡單方便，容易控制。

目前，常見的修色方法主要有以下兩種：(1)修色水修色法是指把水性色精加入水或一些醇類溶劑中進行修色的方法。在使用水稀釋時。由于水不容易潤濕底漆，容易出現(xiàn)發(fā)花，操作時，必須噴得很干，噴濕就有花點，很難操作。在使用醇醚類溶劑稀釋時，著色容易，但由于修色水中沒有成膜物，顏色控制比較困難。由于底漆砂磨后對著色劑的吸收程度不同及施工時噴涂的不均勻性，當著色劑被溶解進入面漆時就會深淺不一，出現(xiàn)發(fā)花。(2)清漆修色法是指把著色劑加到清底漆或清面漆中修色的方法，一般采用噴涂。這種方法在不透明色或半透明色(用不透明顏料或半透明顏料著色)著色時使用較多，透明著色(一般使用水性色精)時，則非常困難，尤其是在對顏色一致性要求較高的辦公家具涂裝時，這種方法幾乎不能滿足批量生產要求。目前市場上，水性樹脂一般為水乳型和水分散型的，其粒徑較大，用其作為修色基料時，其透明性、干燥速度和起顆粒性受到較大影響，一般不能為家具廠大規(guī)模使用。同時，水性樹脂一般含有大量的表面活性劑，加入色精后易破乳，引起顆粒及殘渣。另外，由于水的蒸發(fā)潛熱較大，同時空氣中也含有一定量的水分，所以水性木器涂料一般干燥較慢，降低了生產效率，如干燥不充分則易出現(xiàn)咬底、開裂等弊病。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種木器漆修色用水性聚氨酯樹脂。

本發(fā)明的木器漆修色用水性聚氨酯樹脂克服了現(xiàn)有技術的不足，可與無水酒精以任意比例互溶而不出現(xiàn)增稠、膏化或破乳等異?，F(xiàn)象，且與水性色精相容性好，不出現(xiàn)破乳、顆粒及殘渣等問題。且本發(fā)明木器漆修色用水性聚氨酯樹脂綠色環(huán)保，乳液及其得到的干濕膜透明性優(yōu)異，在木器修色中具有廣泛的應用前景。

本發(fā)明另一目的在于提供一種上述木器漆修色用水性聚氨酯樹脂的制備方法。

本發(fā)明的目的通過下述方案實現(xiàn)：

一種木器漆修色用水性聚氨酯樹脂的制備方法，包括以下步驟：

將低聚物二元醇、聚乙二醇改性單甘脂與二異氰酸酯混合加熱反應得到預聚物；再加入小分子擴鏈劑、親水擴鏈劑、溶劑，保溫反應；反應結束，加入中和劑、水、后擴鏈劑，除去溶劑，得到木器漆修色用水性聚氨酯樹脂。

本發(fā)明所述的聚乙二醇改性單甘脂中，所用聚乙二醇的分子量優(yōu)選為200、400或600。

為了進一步更好地實現(xiàn)本發(fā)明，上述制備方法中各組分的用量優(yōu)選為：

本發(fā)明所述的低聚物二元醇優(yōu)選為分子量為400～4000的聚酯型二元醇，可包括聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、聚己內酯二醇和聚碳酸酯二醇等中的至少一種。

本發(fā)明所用的低聚物多元醇優(yōu)選脫水后再用于反應。所述的脫水優(yōu)選為在80～140℃下脫水2h。

優(yōu)選地，本發(fā)明所述的二異氰酸酯并無特別限制，已知使用的二異氰酸酯均可，可為異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、六次甲基二異氰酸酯(HDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)和4,4-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(H12-MDI)等中的至少一種。

優(yōu)選地，本發(fā)明所述的小分子擴鏈劑并無特別限制，已知使用的小分子擴鏈劑均可，為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明，所述的小分子擴鏈劑優(yōu)選為1,4-丁二醇(BDO)、新戊二醇(NPG)、1,6-己二醇(HEG)和一縮二乙二醇中的至少一種。

優(yōu)選地，本發(fā)明所述的親水擴鏈劑并無特別限制，已知使用的親水擴鏈劑均可，為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明，所述的親水擴鏈劑優(yōu)選為二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸和雙羥基磺酸鹽中的至少一種。

本發(fā)明所述的中和劑用于調節(jié)反應體系的pH值至弱堿性，可為本領域常用的堿液，如三甲胺、三乙胺、氨水等。

本發(fā)明所述的后擴鏈劑并無特別限制，已知使用的后擴鏈劑均可，為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明，所述的后擴鏈劑優(yōu)選為乙二胺、丙二胺、1,6-己二胺、二亞乙基三胺、異氟爾酮二胺和三亞乙基四胺中的至少一種。

本發(fā)明所述的溶劑可為丙酮等，本發(fā)明添加的溶劑僅起到調節(jié)預聚體粘度作用，視粘度變化酌情添加。

本發(fā)明所述的水作為分散介質，主要起到調節(jié)固含量的作用，其用量可根據(jù)需要調整。

上述制備方法優(yōu)選在惰性氣體保護下進行。

所述的加熱反應優(yōu)選在60～90℃下，攪拌反應1.5～2.5h。

所述反應得到預聚物后優(yōu)選將體系溫度降低為40～60℃，再進行下一步反應。

所述的保溫反應優(yōu)選為加熱至70～85℃，反應2.5～4.5h。

所述保溫反應結束后，優(yōu)選將體系溫度降低為50℃以下再加入中和劑等試劑。

所述加入中和劑、水、后擴鏈劑優(yōu)選為依次加入，并每次加入一種試劑后進行充分攪拌再加入下一種試劑；更優(yōu)選為加入中和劑后攪拌1～5min，加入水、后擴鏈劑后分別高速攪拌10～30min。其中，加入水后進行高速攪拌可使體系充分乳化。

所述的除去溶劑可通過減壓脫除，更優(yōu)選為在35～55℃，真空度-0.085～-0.1MPa條件下減壓脫除。

本發(fā)明提供上述方法制備得到的木器漆修色用水性聚氨酯樹脂。本發(fā)明利用聚乙二醇改性單甘脂制備得到水性聚氨酯樹脂，有效降低膠束間雙電層密度，可與無水酒精以任意比例互溶而不出現(xiàn)增稠、膏化或破乳等異?，F(xiàn)象，且與水性色精相容性好，不出現(xiàn)破乳、顆粒及殘渣等問題；且利用聚乙二醇改性單甘脂的長疏水鏈段及空間位阻效應，有效提高樹脂的耐水性、表面活性劑熱穩(wěn)定性等性能。

且本發(fā)明木器漆修色用水性聚氨酯樹脂綠色環(huán)保，乳液及其得到的干濕膜透明性優(yōu)異，在木器修色中具有廣泛的應用前景。

附圖說明

圖1為實施例1得到的木器漆修色用水性聚氨酯樹脂。

具體實施方式

下面結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

下列實施例中使用的試劑均可從商業(yè)渠道獲得。

實施例1

水性聚氨酯樹脂的制備：在干燥氮氣保護下，將120℃下真空脫水2h后的聚碳酸酯二元醇80克，聚己二酸新戊二醇酯二元醇20克，聚乙二醇改性單甘脂(聚乙二醇分子量為600)10克，4,4’-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯150克混合，在機械攪拌下85℃反應2小時；加入一縮二乙二醇10.0克，二羥甲基丙酸25.0克，催化劑0.25克，丙酮適量，在60℃反應5小時；降至50℃以下，加入計量三乙胺20克，繼續(xù)攪拌5分鐘；加入水670克，高速(≥1200r/min)分散10分鐘；加入乙二胺10.0克，繼續(xù)高速分散30分鐘，減壓脫除丙酮即可得到木器漆修色用水性聚氨酯樹脂。

觀察制備得到的水性聚氨酯樹脂可見，其透明性優(yōu)異，透光性好，為基本無色透明狀態(tài)，見圖1。

將制備得到的水性聚氨酯樹脂與無水酒精按體積比9：1、5：5、1：9等比例混合，觀察可見，其可以任意比例互溶，且不出現(xiàn)增稠、膏化或破乳等異?，F(xiàn)象。

將制備得到的水性聚氨酯樹脂與水性色精以2：1、9：1等比例混合，觀察可見其相容性好，在50℃烘箱放置兩周后，也不出現(xiàn)破乳、顆粒及殘渣等問題。

實施例2

水性聚氨酯樹脂的制備：在干燥氮氣保護下，將120℃下真空脫水2h后的聚碳酸酯二元醇100克，聚己二酸新戊二醇酯二元醇40克，聚乙二醇改性單甘脂(聚乙二醇分子量為200)15克，4,4’-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯110克混合，在機械攪拌下85℃反應2小時；加入一縮二乙二醇15.0克，二羥甲基丙酸15.0克，催化劑0.25克，丙酮適量，在60℃反應5小時；降至50℃以下，加入計量三乙胺12克，繼續(xù)攪拌5分鐘；加入水670克，高速(≥1200r/min)分散10分鐘；加入乙二胺5.0克，繼續(xù)高速分散30分鐘，減壓脫除丙酮即可得到木器漆修色用水性聚氨酯樹脂。

觀察制備得到的水性聚氨酯樹脂可見，其透明性優(yōu)異，透光性好，為基本無色透明狀態(tài)，與實施例1相同。

將制備得到的水性聚氨酯樹脂與無水酒精按體積比9：1、5：5、1：9等比例混合，觀察可見，其可以任意比例互溶，且不出現(xiàn)增稠、膏化或破乳等異?，F(xiàn)象。

將制備得到的水性聚氨酯樹脂與水性色精以2：1、9：1等比例混合，觀察可見其相容性好，在50℃烘箱放置兩周后，也不出現(xiàn)破乳、顆粒及殘渣等問題。

實施例3

水性聚氨酯樹脂的制備：在干燥氮氣保護下，將120℃下真空脫水2h后的聚碳酸酯二元醇120克，聚乙二醇改性單甘脂(聚乙二醇分子量為400)13克，4,4’-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯130克混合，在機械攪拌下85℃反應2小時；加入一縮二乙二醇13.0克，二羥甲基丙酸20.0克，催化劑0.25克，丙酮適量，在60℃反應5小時；降至50℃以下，加入計量三乙胺16克，繼續(xù)攪拌5分鐘；加入水690克，高速(≥1200r/min)分散10分鐘；加入乙二胺7.0克，繼續(xù)高速分散30分鐘，減壓脫除丙酮即可得到木器漆修色用水性聚氨酯樹脂。

觀察制備得到的水性聚氨酯樹脂可見，其透明性優(yōu)異，透光性好，為基本無色透明狀態(tài)，與實施例1相同。

將制備得到的水性聚氨酯樹脂與無水酒精按體積比9：1、5：5、1：9等比例混合，觀察可見，其可以任意比例互溶，且不出現(xiàn)增稠、膏化或破乳等異?，F(xiàn)象。

將制備得到的水性聚氨酯樹脂與水性色精以2：1、9：1等比例混合，觀察可見其相容性好，在50℃烘箱放置兩周后，也不出現(xiàn)破乳、顆粒及殘渣等問題。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內。