[發明專利]水性聚氨酯脲/改性納米CaCO3有機－無機雜化材料的制備方法

無效

• 申請號: 200710023199.X
• 申請日: 2007-06-08
• 公開（公告）號: CN101085860A
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發明（設計）人: 楊冬亞;邱鳳仙
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08K13/02;C08K9/00;C08G18/10;C08G18/24
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 汪旭東

1.水性聚氨酯脲與改性納米CaCO₃有機-無機雜化材料的制備方法，其特征是首先制備含羧基和不同種類多異氰酸酯及高分子量多元醇的水性聚氨酯預聚體，用中和劑中和成鹽后，在先不加水分散的條件下，加入硅溶膠改性納米CaCO₃水分散液進行預分散，最后再加入水進一步完全分散，經擴鏈劑擴鏈后即得到水性聚氨酯脲/改性納米CaCO₃有機-無機雜化材料；所制得的水性聚氨酯脲與改性納米CaCO₃有機-無機雜化材料的固含量為8％～80％；

水性聚氨酯預聚體的制備，通過多異氰酸酯、多元醇和小分子擴鏈劑同時加入的一步聚合反應獲得，或通過多異氰酸酯與高分子量多元醇在催化劑存在下先形成預聚體，再用小分子擴鏈劑擴鏈的分步聚合法來實現；水性聚氨酯預聚體的制備反應溫度在30-110℃之間；

其中所選用的多異氰酸酯是脂肪族多異氰酸酯：異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯；以及芳香族二異氰酸酯：甲苯二異氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯；所用的高分子量多元醇為聚酯多元醇，聚酯多元醇為聚己二酸新戊二醇酯、聚碳酸酯，或聚醚多元醇：聚氧化丙烯二元醇、聚環氧乙烷或聚四氫呋喃，聚酯多元醇的分子量為350～20,000；其中多異氰酸酯的用量為多元醇用量摩爾比的1.1～3.5；

制備含羧基的水性聚氨酯預聚體時所用的含羧基單體，為含羧基的多元醇和羧基化的多異氰酸酯，或是含有羧基的小分子二元醇擴鏈劑：二羥甲基丙酸；其中含羧基單體的用量為高分子量多元醇用量摩爾比的0.1～5；

含有羧基的水性聚氨酯預聚體所用的中和劑為烷基胺類、吡啶類、吡咯類及它們的混合物，其用量為含羧基單體用量摩爾比的0.1～2.5；

制備水性聚氨酯脲與改性納米CaCO₃有機-無機雜化材料過程中所用的小分子擴鏈劑是小分子多元醇：乙二醇、1，4-丁二醇，或是小分子多元胺類：乙二胺和己二胺，或者是肼類：水合肼及它們的混合物，其用量為多異氰酸酯用量摩爾比的0.01～2.5；

所述制備過程中所用的改性納米CaCO₃水分散液是一種通過原位法制備的納米CaCO₃水分散液，粒徑為10～100nm，其中改性納米CaCO₃含量為1-80％；其中改性納米CaCO₃的質量占水性聚氨酯脲的1～50％。

2.根據權利要求1所述的水性聚氨酯脲與改性納米CaCO₃有機-無機雜化材料的制備方法，其特征是水性聚氨酯預聚體的制備過程中所用的催化劑為有機錫類：二月桂酸二異丁基錫、辛酸亞錫，或是胺類物質：四甲基丁二胺、三亞乙基二胺，催化劑的用量為產物中總固體含量的0～0.5％。

3.根據權利要求2所述的水性聚氨酯脲與改性納米CaCO₃有機-無機雜化材料的制備方法，其特征是催化劑的用量為產物中總固體含量的0.01％～0.05％。

4.根據權利要求1所述的水性聚氨酯脲與改性納米CaCO₃有機-無機雜化材料的制備方法，其特征是所制得的水性聚氨酯脲與改性納米CaCO₃有機-無機雜化材料的固含量為20％～30％。

5.根據權利要求1所述的水性聚氨酯脲與改性納米CaCO₃有機-無機雜化材料的制備方法，其特征是水性聚氨酯預聚體的制備反應溫度為80-100℃。

6.根據權利要求1所述的水性聚氨酯脲與改性納米CaCO₃有機-無機雜化材料的制備方法，其特征是水性聚氨酯預聚體的制備中多異氰酸酯的用量為多元醇用量摩爾比為1.4～1.9；含羧基單體的用量為高分子量多元醇用量摩爾比為0.8～1.2。

7.根據權利要求1所述的水性聚氨酯脲與改性納米CaCO₃有機-無機雜化材料的制備方法，其特征是含有羧基的水性聚氨酯預聚體所用的中和劑為N，N～二甲基乙醇胺或三乙胺，其用量為與含羧基單體用量的摩爾比為0.6～1.1。

8.根據權利要求1所述的水性聚氨酯脲與改性納米CaCO₃有機-無機雜化材料的制備方法，其特征是所述的小分子擴鏈劑為水合肼或乙二胺，其用量為多異氰酸酯用量摩爾比0.36～0.81。