【CN109988495A】纳米材料改性水性多异氰酸酯固化剂及制备与应用【专利】

新型水性多异氰酸酯材料的制备及其应用研究水性多异氰酸酯是一种新型环保、低VOC的水性涂料原材料。

相比于传统的有机溶剂型涂料，水性多异氰酸酯涂料在使用时无需使用有机溶剂，其具有环保、耐水性和不易发黄等优良性能，在当今制造业中得到了越来越广泛的应用。

本文将重点探讨新型水性多异氰酸酯材料的制备及其应用研究。

一、水性多异氰酸酯的特点水性多异氰酸酯与传统有机溶剂型涂料相比，具有下列特点：低VOC、无毒、无污染、低容易燃性、不挥发、无异味、涂膜干枯快、耐污染、耐刮擦、耐磨损、美观、色泽稳定等。

二、水性多异氰酸酯的制备方法1. 以异氰酸酯和多元醇为原料通过加成反应制备。

该法是利用异氰酸酯中的异氰酸基与多元醇中的羟基进行加成反应，形成聚氨酯骨架，形成水性多异氰酸酯。

2. 以异氰酸酯基聚氨酯为原料通过加水分解法制备。

该法是将异氰酸酯基聚氨酯加入水和乳化剂中，通过水解反应形成水性多异氰酸酯。

三、水性多异氰酸酯的应用1. 涂料水性多异氰酸酯可以应用于各种涂料中。

由于其在加工、施工和性能上的优越性，尤其适合应用于金属箱包、消防器材、汽车、航空、军工等领域。

2. 黏合剂水性多异氰酸酯可以作为有机胶黏剂和结构粘合剂的基础原料。

比如在家居硬包、办公家具、家具用胶等领域，能够起到良好的胶黏和结构粘合作用。

3. 化妆品水性多异氰酸酯可以用于化妆品中。

由于其低VOC、柔软、耐水、无异味等特点，可以应用于唇膏、粉底、眼影等产品中。

四、总结作为一种新型材料，水性多异氰酸酯涉及诸多领域的应用。

随着人们对环境污染和健康问题关注度的逐渐提高，研究和开发这种新型化学材料，已成为制造业和环保业在未来发展的重要方向之一。

异氰酸酯改性纳米粒子的制备方法与应用颜爱军;王雅丽;李会宁;曹德榕【期刊名称】《聚氨酯工业》【年(卷),期】2014(000)001【摘要】综述了异氰酸酯改性纳米粒子的制备方法、分散稳定性及其接枝聚合物形成纳米复合材料的性能特征。

概括了经接枝改性后形成的有机/无机杂化纳米复合材料在涂料、生物医疗等领域广泛的应用前景和研究价值，提出了今后纳米复合材料研究的重点和方向。

%The preparation methods, advantages, dispersing stability and the performance characteristics of nanocomposites formed by isocyanates modified nanoparticles were reviewed. The organic/inorganic hybrid nano-composite prepared by grafting and modification were proposed,their widespread application prospect and research value in coatings,biomedical and other fields were alsosummarized,furthermore,the future research orientation and focus of nanocomposites were proposed.【总页数】5页(P1-5)【作者】颜爱军;王雅丽;李会宁;曹德榕【作者单位】华南理工大学化学与化工学院广州510641;华南理工大学化学与化工学院广州510641;肇庆千江高新材料科技有限公司广东肇庆526238;华南理工大学化学与化工学院广州510641【正文语种】中文【中图分类】TQ226.63【相关文献】1.无机纳米粒子的表面改性及其在聚合物填充改性中的应用进展 [J], 李波;王华林;翟林峰;史铁钧2.无机纳米粒子的表面改性及其在聚合物填充改性中的应用进展 [J], 李波;王华林;翟林峰;史铁钧3.甲苯-2,4-二异氰酸酯改性蒙脱土制备方法及结构表征的研究 [J], 冯辉霞;郭静威;裴先武;马建军;张义新4.适用于印刷电路板的改性氰酸酯树脂清漆及其制备方法 [J],5.壳聚糖纳米粒子的制备方法及其作为药物递送载体的应用 [J], 贤凤;程婉婷;高静因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

水性PU体系多异氰酸酯交联剂的制备及性能水性PU体系是一类以水为分散介质的聚氨酯体系，可以用于涂料、粘合剂和胶粘剂等领域。

由于水性PU体系具有无毒、无污染、环境友好等特点，逐渐替代了传统的溶剂型PU体系。

水性PU体系中的交联剂是决定体系性能的关键因素之一、本文将从制备及性能两个方面对水性PU体系多异氰酸酯交联剂进行探讨。

首先，水性PU体系多异氰酸酯交联剂的制备方法。

水性PU体系多异氰酸酯交联剂的制备通常可以通过以下步骤进行：1.选择合适的多异氰酸酯化合物作为原料，并加入适量的溶剂，如甲苯或乙醇。

通过加热并搅拌混合，使其充分溶解。

2.在一定的温度下，逐渐加入适量的聚醚多元醇。

聚醚多元醇与多异氰酸酯进行反应，形成PU酰胺链段。

同时，需要加入一定的催化剂，如二氧化锡或二乙酰基二异丁酸铅。

3.在反应过程中，需要控制反应温度和反应时间。

一般来说，温度较高时，反应速度较快，但会引起聚合物的交联和降低聚合物分子量；温度较低时，反应速度较慢，但保持了聚合物较高的分子量。

因此，需要选择适当的反应温度和时间。

4.在聚醚多元醇和多异氰酸酯反应终止之后，加入适量的水，并搅拌混合。

水的加入会导致异氰酸酯与水进行反应，产生CO2，形成水性PU 体系。

接下来，我们将讨论水性PU体系多异氰酸酯交联剂的性能。

1.交联性能。

水性PU体系多异氰酸酯交联剂的交联能力是评价其性能的重要指标之一、交联剂的交联能力越强，水性PU体系的耐磨性、耐化学性、耐溶剂性等性能就越好。

2.力学性能。

水性PU体系多异氰酸酯交联剂的力学性能，在一定程度上决定了涂层的性能。

通常，足够的强度、硬度和弹性是衡量交联剂性能的重要标准。

3.涂料性能。

水性PU体系多异氰酸酯交联剂可以用于制备各种涂料。

交联剂的性能直接影响涂料的附着力、耐久性、耐腐蚀性等性能指标。

4.环保性能。

水性PU体系多异氰酸酯交联剂相对于传统的溶剂型PU体系具有环保、无毒、无污染等特点，符合环保要求。

高性能、易分散水性多异氰酸酯固化剂的合成与应用研究前言水分散多聚异氰酸酯可以大致分为两类：非离子型和离子型。

非离子型改性聚异氰酸酯采用聚醚进行亲水改性，虽然这种固化剂在大多数应用领域得到了市场的广泛认可，但是其也存在很多缺点：由于聚醚带来的亲水性有限，需要使用大量的聚醚才能赋予聚异氰酸酯较好的水分散性能，这极大地降低了聚异氰酸酯体系中的异氰酸根的浓度，其次改性的聚异氰酸酯需要借助较大的剪切力才能够在水中完全分散，并且大量的聚醚会一直存在体系中，这将永远影响涂膜的耐水性能[1]。

H · 舍费尔[2]等提出了使用4-氨基甲苯-2-磺酸来改性聚异氰酸酯的方法，这类改性聚异氰酸酯中和以后能够非常容易地溶解在水中。

但是此方法需要同时使用一定量的聚醚，造成涂膜耐水性能的降低，此外使用的磺酸含有苯环，这将使涂膜耐黄性能降低。

Hans-Josef Laas[3]等使用环己胺基丙磺酸和环己氨基乙磺酸来制备改性聚异氰酸酯，取得了巨大成功，磺酸改性的聚异氰酸酯不需要高剪切力就能够在水中均匀分散，叔胺中和的磺酸改性聚异氰酸酯体系具有很好的贮存稳定性。

但是专利指出适用于此体系的磺酸单体种类只有两种，甚至指出其他与环己胺基丙磺酸结构类似的磺酸单体即使在更高的条件下也不能参与反应。

本文通过对市售磺酸单体与多异氰酸酯的反应进行研究，发现目前市售的磺酸单体除了环己胺基丙磺酸和环己氨基乙磺酸以外，未找到可以与多异氰酸酯反应的磺酸单体。

于是试验室合成了一些新型的磺酸单体，研究发现这些新型磺酸单体在一定条件下可以与多异氰酸酯反应，来制备高性能、易分散的水性多异氰酸酯固化剂，从而为行业研究者提供了理论参考。

通过对试验室合成的磺酸改性多异氰酸酯固化剂与市场化某跨国公司的同类产品的比较，发现试验室合成的固化剂性能与跨国公司产品性能基本一致，从而为行业提供了更多的磺酸改性固化剂选择。

1 试验部分1.1 试验主要原料聚氨酯合成： HDI三聚体[HT100, w(—NCO)= 21.9%]、羟基丙烯酸树脂[Antkote® 2033，w(—OH)= 3.3%]、固化剂B，万华化学;磺酸固化剂A，市售;氨基磺酸，试验室自制;N,N-二甲基环己胺，阿拉丁试剂。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010734568.1(22)申请日 2020.07.28(71)申请人 湘江涂料科技有限公司地址 410200 湖南省长沙市望城经济技术开发区马桥河路二段279号(72)发明人 向科炜　段棋月　刘寿兵　(74)专利代理机构 长沙星耀专利事务所(普通合伙) 43205代理人 王艳　宁星耀(51)Int.Cl.C08G 18/79(2006.01)C08G 18/48(2006.01)C08G 18/18(2006.01)(54)发明名称一种水性多异氰酸酯固化剂的制备方法(57)摘要一种水性多异氰酸酯固化剂的制备方法，本发明方法主要由以下组分反应制得：多异氰酸酯、亲水改性剂、相转移催化剂、有机溶剂和酸中和剂；所述亲水改性剂包括氨基/羟基官能磺酸和平均分子量为300～2000的聚氧化烯烷基醚；所述相转移催化剂为叔胺，所述有机溶剂为不含与异氰酸酯反应的酯类/醚类溶剂，所述酸中和剂的pKa 1为1~4。

本发明方法制备的水性多异氰酸酯固化剂无需高速剪切即可在水中良好分散，同时具有优异的储存稳定性和较长的施工适用期。

权利要求书1页 说明书5页CN 111848923 A 2020.10.30C N 111848923A1.一种水性多异氰酸酯的制备方法，其特征在于，主要由以下组分反应制得：多异氰酸酯、亲水改性剂、相转移催化剂、有机溶剂和酸中和剂；所述亲水改性剂包括氨基/羟基官能磺酸和平均分子量为300～2000的聚氧化烯烷基醚；所述相转移催化剂为叔胺，所述有机溶剂为不含与异氰酸酯反应的酯类/醚类溶剂，所述酸中和剂的pKa 1为1~4；所述制备方法包括以下步骤：（1）惰性气氛下，将部分多异氰酸酯与亲水改性剂、相转移催化剂和有机溶剂混合均匀，升温至80～120℃，反应0.5～5 h，得到改性体系；（2）将步骤（1）得到的改性体系降温至50～80 ℃，加入剩余部分多异氰酸酯，搅拌均匀，然后加入酸中和剂，反应0.5～5 h，冷却至室温，得到所述水性多异氰酸酯固化剂。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910767583.3(22)申请日 2019.08.20(71)申请人 湖南湘江关西涂料有限公司地址 410100 湖南省长沙市长沙县长沙经济技术开发区漓湘西路16号(72)发明人 喻佳　杨鹏飞　张杰　胡启明　黄鹂　(74)专利代理机构 广州华进联合专利商标代理有限公司 44224代理人 侯武娇(51)Int.Cl.C08G 18/79(2006.01)C08G 18/48(2006.01)C08G 18/28(2006.01)C08G 18/80(2006.01)C09D 175/04(2006.01)(54)发明名称水性封闭异氰酸酯固化剂及其制备方法、水性涂料(57)摘要本发明涉及一种水性封闭异氰酸酯固化剂及其制备方法、水性涂料。

该水性封闭异氰酸酯固化剂，包括以下原料：多异氰酸酯三聚体、聚乙二醇单甲醚、聚醚二元醇、封闭剂、助溶剂、碱金属醇盐和中和剂；其中，所述多异氰酸酯选自脂肪族多异氰酸酯三聚体和芳香族多异氰酸酯三聚体中的至少一种，所述聚乙二醇单甲醚选自分子量为300～2000的聚乙二醇醚一元醇中的一种，所述聚醚二元醇的分子量为120～1000。

该水性封闭异氰酸酯固化剂可与涂料配方中的氨基树脂、聚酯树脂等具有活性基团的树脂发生反应，在涂膜中引入大量柔性链段结构，能够延缓涂膜受到石击时的能量释放，进而提升涂膜的抗石击性能，使涂膜在低膜厚条件下具有耐石击性。

权利要求书2页 说明书12页 附图3页CN 110452362 A 2019.11.15C N 110452362A1.一种水性封闭异氰酸酯固化剂，其特征在于，其原料包括：多异氰酸酯三聚体、聚乙二醇单甲醚、聚醚二元醇、封闭剂、助溶剂、碱金属醇盐和中和剂；其中，所述多异氰酸酯三聚体选自脂肪族多异氰酸酯三聚体和芳香族多异氰酸酯三聚体中的至少一种，所述聚乙二醇单甲醚选自分子量为300～2000的聚乙二醇醚一元醇中的一种，所述聚醚二元醇的分子量为120～1000。

专利名称：一种生物基多异氰酸酯类固化剂的制备方法及其应用
专利类型：发明专利
发明人：陈可泉,许旭,李辉,何峰,杨悦,田威龙,欧阳平凯
申请号：CN202011344681.5
申请日：20201126
公开号：CN112480367A
公开日：
20210312
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种生物基多异氰酸酯类固化剂的制备方法及其应用，包括如下步骤：在惰性气体保护下，生物基二异氰酸酯单体在催化剂存在下进行聚合反应以制备所述生物基多异氰酸酯，所述催化剂为三烷基膦或三烷基膦与季铵类催化剂混合物，生成物的主要成分有异氰脲酸酯、脲二酮以及亚氨基二嗪二酮（不对称三聚体)，这样制备的脂肪族多异氰酸酯可用于涂料固化剂及聚氨酯涂料的合成。

本发明生物基类多异氰酸酯，使用单体来源于生物基，其70%的碳含量来自于可再生资源糖基原料，减少了碳足迹且不依赖日益紧张的化石资源。

申请人：南京工业大学
地址：210000 江苏省南京市浦口区浦珠南路30号南京工业大学江浦校区
国籍：CN
代理机构：南京先科专利代理事务所(普通合伙)
代理人：缪友菊
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专利名称：多异氰酸酯固化剂改性聚氨酯水分散体的制备方法及应用
专利类型：发明专利
发明人：瞿金清,李韶茂,黄洪,陈焕钦
申请号：CN200910193251.5
申请日：20091023
公开号：CN101696262A
公开日：
20100421
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种多异氰酸酯固化剂改性聚氨酯水分散体的制备方法及应用，采用聚多元醇与二异氰酸酯单体及多异氰酸酯固化剂进行预聚反应，然后与亲水扩链剂和小分子扩连剂反应得到含亲水基团(羧基或磺酸基)和端异氰酸酯(NCO)基的聚氨酯预聚物，然后将该聚合物中和成盐后分散于水中，用多元胺扩链剂扩连制备多异氰酸酯固化剂改性水性聚氨酯分散体。

本发明多异氰酸酯固化剂改性水性聚氨酯分散体具有室温下自交联功能，其交联密度达85％以上，比同样条件下制备的未改性水性聚氨酯分散体具有更优越的成膜性、耐水性、耐醇性、耐污染性、耐寒性、耐干/湿擦性和耐化学溶剂性，尤其是涂膜干燥速度快，涂膜硬度增长速度快，涂膜最终硬度高。

申请人：华南理工大学
地址：510640 广东省广州市天河区五山路381号
国籍：CN
代理机构：广州粤高专利商标代理有限公司
代理人：何淑珍
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(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.07.02C N 103897132A (21)申请号 201410129109.5(22)申请日 2014.04.02C08G 18/50(2006.01)(71)申请人全洪晖地址510000 广东省广州市海珠区信步东街30号301房(72)发明人全洪晖(74)专利代理机构北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙) 11350代理人汤东凤(54)发明名称一种柔性的水性异氰酸酯固化剂的制备方法(57)摘要本发明公开了一种柔性的水性异氰酸酯固化剂的制备方法。

在搅拌的条件下，往异氰酸酯单体中滴加聚醚胺T-403或T-5000或其二者的混合物，得到三官能团的异氰酸酯A ；往三官能团的异氰酸酯A 中滴加ED 系列聚醚胺，一边滴加一边搅拌，滴加完后继续搅拌，控制温度在50-60度，持续90分钟以上，得到最终产物水性异氰酸酯固化剂。

本发明制备方法简单，得到的产品性能稳定，与弹性的含羟基的水性聚氨酯分散体或丙烯酸改性聚氨酯分散体交联固化后，所得到的面层材料能够提高对基层PU 或硅PU 弹性层的附着力，同时有优异的弹性、耐候性、耐水性和耐磨性。

(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页 附图1页(10)申请公布号CN 103897132 A1/1页1.一种柔性的水性异氰酸酯固化剂的制备方法，其特征在于，在搅拌的条件下，往异氰酸酯单体中滴加聚醚胺T-403或T-5000或其二者的混合物，得到三官能团的异氰酸酯A ；往三官能团的异氰酸酯A 中滴加ED 系列聚醚胺，一边滴加一边搅拌，滴加完后继续搅拌，控制温度在50-60摄氏度，持续90分钟以上，得到最终产物水性异氰酸酯固化剂。

2.根据权利要求1所述的水性异氰酸酯固化剂的制备方法，其特征在于，在搅拌的条件下，往3mol 的异氰酸酯单体中滴加1mol 的聚醚胺T-403或T-5000或其二者的混合物，得到1mol 三官能团的异氰酸酯A ；往1mol 三官能团的异氰酸酯A 中滴加0.5mol ED 系列聚醚胺，一边滴加一边搅拌，滴加完后继续搅拌，控制温度在50-60摄氏度，持续90分钟以上，得到最终产物水性异氰酸酯固化剂。