[發(fā)明專利]磺酸鹽型兩性聚氨酯乳液的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910144799.0
• 申請(qǐng)日: 2009-09-04
• 公開（公告）號(hào): CN101638468A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許戈文;王萃萃;熊潛生;鮑俊杰;張彪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G18/10
• 分類號(hào): C08G18/10;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/75
• 代理公司: 合肥金安專利事務(wù)所
• 代理人: 金惠貞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高分子材料的制備方法，具體是一種制備在分子鏈上同時(shí)含有磺酸鹽 基團(tuán)和叔氨基的兩性聚氨酯乳液。

背景技術(shù)

目前，關(guān)于兩性聚氨酯的報(bào)道很少，而且這些報(bào)道都是基于二羥基甲基丙酸(DMPA) 和叔氨基的兩性聚氨酯，由于二羥基甲基丙酸(DMPA)自身的特點(diǎn)，這類聚氨酯主要存 在以下幾個(gè)缺點(diǎn)：A、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，一般從原料到產(chǎn)品要8h左右；B、連續(xù)化生產(chǎn)難，用 DMPA作親水性擴(kuò)鏈劑，要將預(yù)聚體物料從反應(yīng)釜轉(zhuǎn)移到乳化桶中通過高速剪切乳化分散來 制備乳液，再轉(zhuǎn)回蒸餾釜脫溶；C、胺類中和劑味重，用DMPA作親水性擴(kuò)鏈劑，不能直接 進(jìn)行乳化，需要用胺類物質(zhì)中和DMPA中的-COOH后才能乳化。正是因?yàn)檫@一點(diǎn)當(dāng)這種兩性 聚氨酯用于蛋白質(zhì)模型化合物，用于生物大分子的載體時(shí)就受到了限制。

發(fā)明內(nèi)容

為了滿足織物用涂層劑；鞋用涂層劑；皮革涂飾劑；木材，建筑，汽車，造紙，電子 等領(lǐng)域?qū)π阅軆?yōu)越的膠粘劑需求，本發(fā)明提供一種磺酸鹽型兩性聚氨酯乳液的制備方法。

磺酸鹽型兩性聚氨酯乳液的制備方法包括以下操作步驟：

(1)、在干燥氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將真空脫水后的聚醚型二元醇或聚酯型二元醇30-46g，異 佛爾酮異氰酸酯(IPDI)13.32g-26.26g加入反應(yīng)容器中，在機(jī)械攪拌下，溫度85℃-100℃ 反應(yīng)2h，得第一反應(yīng)體系；

(2)、降低第一反應(yīng)體系溫度至40℃～60℃，加入一縮二乙二醇(DEG)1.20-3.97g， 然后加入5-25mL丙酮及催化劑二月桂酸二丁基錫(T-12)0.03-0.05g、辛酸亞錫(T-9) 0.03-0.05g，在機(jī)械攪拌下控制溫度在55℃～75℃下反應(yīng)2h，得第二反應(yīng)體系；

(3)、降低第二反應(yīng)體系溫度至60℃以下，加入陽離子型擴(kuò)鏈劑N-甲基二乙醇胺(DB) 1.60-3.11g，并加入15-25mL丙酮，以防止黏度過大引起凝膠，控制溫度在40-60℃之間反 應(yīng)1h，得第三反應(yīng)體系；

(4)、在第三反應(yīng)體系中加入乙二胺基乙磺酸鈉2.55-4.35g，再加入35-70mL丙酮， 待反應(yīng)生成的預(yù)聚體中異氰酸酯基NCO含量不再變化，加水進(jìn)行乳化分散，得到乳白色 不透明的兩性聚氨酯乳液，將所得的兩性聚氨酯乳液減壓蒸餾脫去溶劑，即得固含量為 34％-48％的磺酸鹽型兩性聚氨酯乳液。

本發(fā)明各組份在聚氨酯預(yù)聚體中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

低聚物多元醇在聚氨酯預(yù)聚體中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45％-70％；

異氰酸酯在聚氨酯預(yù)聚體中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％-40％；

小分子擴(kuò)鏈劑在聚氨酯預(yù)聚體中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％-6％；

陽離子型擴(kuò)鏈劑在聚氨酯預(yù)聚體中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％-4％；

磺酸鹽親水型擴(kuò)鏈劑在聚氨酯預(yù)聚體中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4-6％；

其中：

低聚物多元醇：包括聚醚型二元醇和聚酯型二元醇，

聚醚型二元醇如下：

數(shù)均分子量為1000，羥值為1.96mmol/g的聚氧化丙烯二醇(N-210)；

數(shù)均分子量為2000，羥值為0.98mmol/g的聚氧化丙烯二醇(N-220)；

聚酯型二元醇如下：

數(shù)均分子量為2000，羥值為0.98mmol/g的聚丁二酸丁二醇酯(44-T)；

數(shù)均分子量為2300，羥值為0.85mmol/g的聚己二酸丁二醇酯(PBA)；

聚醚型低聚物多元醇由于醚基易旋轉(zhuǎn)，具有較好的柔順性，有優(yōu)越的低溫性能。并且 醚基不易水解，耐水解性比聚酯型低聚物多元醇好。但醚鍵的α碳易被氧化，容易產(chǎn)生一 系列氧化降解反應(yīng)。聚酯型低聚物多元醇強(qiáng)度高，粘接力好但不耐水解。聚烯烴不含氧， 不能和氨基甲酸酯形成氫鍵，它所制得的材料相分離程度最大。由于價(jià)格的原因，國(guó)內(nèi)目 前主要采用聚醚多元醇制備水性聚氨酯。我們采用的低聚物多元醇有分子量為1000，2000， 3000等不同型號(hào)的聚氧化丙烯二醇或聚氧化丙烯三醇。

異氰酸酯：異佛爾酮異氰酸酯；

小分子擴(kuò)鏈劑：二官能度的一縮二乙二醇；擴(kuò)鏈劑可以提高水性聚氨酯的強(qiáng)度及耐介 質(zhì)性。