自交联异氰酸酯体系

自交联异氰酸酯体系
自交联异氰酸酯技术突破了上述只能使固含量提高到7 0 ％的界限。自交联异氰酸酯在同一个分子内，同时含有异氰酸酯和聚醇，通常由以下3 个组分组成：①二异氰酸酯；②含有活性H 的多官能团化合物；③保护基。自交联异氰酸酯是降低粘度含有一 O H( 或一 N H )和一 N C O 的双官能团树脂，在解封后，它可以进行自交联反应。

 1自交联异氰酸酯氨基甲酸乙酯
自交联异氰酸酯氨基甲酸乙酯是含有一N C O 的树脂：解封后，主要含有O H( 或 N H ) 官能团。羟值主要是由其分子结构决定的，一般其羟值可达1 O 0 — 2 5 0 。用H D I ( 六甲撑二异氰酸酯)，G L Y( 甘油)和D M K( 二甲基酮)来合成自交联异氰酸酯氨基甲酸乙酯的路线见图2 。
第一步是甘油与二甲基酮进行缩合反应生成封端的单官能团的醇；第二步是生成的醇与过量的H D I 反应，生成自交联异氰酸酯氨基甲酸乙酯。已在实验室里合成了该产品。除去过量的二异氰酸酯即可得到稳定的自交联异氰酸酯氨基甲酸乙酯，它的脲基甲酸酯含量低于1 0 ％。该物质与空气中的水反应，解封氨基甲酸乙酯，以形成活性H ，然后该活性H 能与临近分子上的N C O 反应。由于在自交联异氰酸酯氨基甲酸乙酯分子中O H ／ N C O = 2 ／ 1 ，结果的大分子中含有过量的O H 。通过加入聚异氰酸酯固化剂，可与羟基反应。通过选择合适的组分，例如：①D M K — T M P( 三羟甲基丙烷 )一 H D I + H D I 三聚体固化剂；②D M K — G L Y — H D I + I P D I 三聚体，在通常的喷涂粘度下，能够得到高度交联、快速固化、性能优异、固含量为7 0 ％～8 0 ％的聚氨酯清漆。

 2 ．自交联异氰酸酯脲基甲酸酯
自交联异氰酸酯脲基甲酸酯是带有封端 H 基，  含有 N C O 的树脂。  由于 O H ／ N C O ： 1 ／ 1 ，因此制备完全交联结构的聚氨酯涂料，不需要另外添加固化剂。在自交联异氰酸酯脲基甲酸酯的合成中，主要原料有活性H 化合物、保护基和二异氰酸酯。H D I ／ D E A( 二乙醇胺 )／ I B A( 异丁醛)型的自交联异氰酸酯脲基甲酸酯的合成如图3 所示。
第一步用D E A 与异丁醛进行缩合反应生成封端单官能团醇，第二步生成的醇与生成封端单官能团醇，第二步生成的醇与过量的H D I 反应生成自交联异氰酸酯脲基甲酸酯，除去过量的二异氰酸酯能够制得粘度低于1 P a ． s 具有良好储存稳定性的自交联异氰酸酯脲基甲酸酯树脂。在使用过程中，该物质与空气中的水分进行反应，
形成解封结构，它能够与其它解封的自交联异氰酸酯脲基甲酸酯进行分子间反应。因此在自交联异氰酸酯脲基甲酸酯分子中 O H ／ N C O = 1 ／ 1 ，含有这类树脂的聚氨酯涂料很容易进行配方设计，因为不必计算N C O ／ O l - I 的需要量。因此，可以在聚氨酯涂料中加入任何量的自交联异氰酸酯脲基甲酸酯作为活性稀释剂，以使固含量增加到所期望的水平。通过选择合适的活性酸分子，如用异丁醛封端的异佛尔酮二胺与低粘度脲基甲酸酯改性的聚异氰酸酯相连接，可以得到在标准喷涂粘度时，湿固化单组分聚氨酯涂料的固含量为9 0 ％  。对每个化合物进行优化，甚至可以得到清漆配方的聚氨酯涂料，固含量超过9 0 ％。