新材料及其应用

本发明公开了一种含羟基的磺酸盐及其制备方法与应用。含羟基磺酸盐的制备方法是先将乙烯基磺酸单体溶解于水中稀释，然后加入巯基类还原剂，以及中和剂进行中和，在40‑80℃反应2‑6h，然后将反应产物真空抽滤除去过量还原剂及中和剂，并使用过硫酸铵溶液吸收废气，得到含羟基的磺酸盐中间体；再将该产物与多异氰酸酯反应制备水性聚氨酯固化剂，该固化剂具有易水分散、粘度低、NCO含量高、与羟基树脂匹配性好的优点。本发明的含羟基磺酸盐及水性聚氨酯固化剂的制备工艺简单，反应条件温和，制备的水性聚氨酯固化剂与水性羟基树脂复配后制备的双组分水性聚氨酯涂料具有耐水性好、耐腐蚀性好、硬度高等优点。

随着涂料工业绿色化概念越来越受欢迎，双组份水性聚氨酯的前景也越来越广阔。另一方面，双组份水性聚氨酯能够与溶剂型聚氨酯涂料在性能上相媲美，这也就导致双组份水性聚氨酯涂料的开发将会越来越多。同时，随着国际涂料标准中对涂料体系中有机挥发物(VOC)含量的严格限制，迫使溶剂型涂料逐渐淡出市场，促进了低污染、高性能的环保型水性涂料的开发。进而促使了水性多异氰酸酯固化剂得到了较快的发展，并广泛应用诸多领域。应用于双组份水性聚氨酯的固化剂要求具有良好的溶解性、与其他树脂的混溶性，足够的官能度和反应活性，毒性小。

通过外乳化法或内乳化法可使多异氰酸酯组分易于分散于水性羟基组分中。外乳化法即通过在体系中加入离子型或非离子型乳化剂，使其包裹在多异氰酸酯表面来实现水分散性，但此方法会存在分散后颗粒较粗、适应期短、涂膜耐介质性不佳的缺点。现多采用内乳化法，用亲水组分对多异氰酸酯进行化学改性，制备出的产物与水混合后，会形成亲水基团朝向水相的结构，这种结构不但保护了异氰酸酯基团，且亲水基团的相互排斥使得多异氰酸酯分散相处于稳定状态。目前多采用非离子型或阴离子型亲水单体对多异氰酸酯进行亲水改性。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明采用的是阴离子型的含羟基磺酸盐亲水改性单体，其单体分子的磺酸基当量高，与市售用于改性的磺酸盐型阴离子改性剂相比，本发明采用的含羟基磺酸盐具有较高磺酸含量，从而只要添加少量的含羟基磺酸盐亲水改性单体即可使多异氰酸酯组分获得较好水分散性。

(2)本发明添加较少含量的含羟基磺酸盐亲水改性单体即可使多异氰酸酯组分获得优异的水分散性，大大降低了制备成本，并且亲水单体的添加量低，也大大降低了水性聚氨酯固化剂的粘度，从而降低了水性聚氨酯固化剂与水性羟基树脂复配后的水性聚氨酯涂料的粘度，减少施工难度。

(3)本发明在制备水性聚氨酯固化剂的过程中，未添加有机锡等金属催化剂，属于环境友好涂料，在使用过程前后均不会危害人体健康和破坏生态环境。

(4)本发明制备的水性聚氨酯固化剂，与羟基树脂具有良好的相容性，根据实际情况的需要，以不同的比例复配不同的羟基树脂，可应用于建筑内外墙、地坪、家具涂料等领域。

(5)本发明所述的制备含羟基磺酸盐亲水改性单体，制备水性聚氨酯固化剂反应过程均无需复杂设备，制备过程步骤简单，操作方便，适合大规模的工业化生产。