[發明專利]高耐水解性的含二聚酸結構單元的水性聚氨酯及制備方法

有效

• 申請號: 201010565251.6
• 申請日: 2010-11-30
• 公開（公告）號: CN102127202A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 許凱;劉新;付子恩;蘇江勛;陳鳴才
• 申請（專利權）人: 中科院廣州化學有限公司;佛山市功能高分子材料與精細化學品專業中心
• 主分類號: C08G18/68
• 分類號: C08G18/68;C08G18/12;C08G63/52;C08G63/54;C08J3/07;C09J175/14;C09D175/14;C09K3/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

1.一種高耐水解性的含二聚酸結構單元的水性聚氨酯，其特征在于：所述水性聚氨酯由以下按重量份數計的組分組成：

聚酯多元醇????????????????????100份

含羧基的小分子二醇????????????8～14份

二異氰酸酯????????????????????30～45份

擴鏈劑????????????????????????0.6～1.2份

中和劑????????????????????????9～11份

去離子水??????????????????????250～350份

有機溶劑??????????????????????32～50份

所述聚酯多元醇是由多元酸與小分子二元醇按官能團摩爾比COOH/OH＝1∶1.1～1∶1.7反應得到，所述多元酸是二聚酸和小分子二元酸的混合酸，且二聚酸占混合酸的重量30％～100％。

2.根據權利要求1所述的高耐水解性的含二聚酸結構單元的水性聚氨酯，其特征在于：所述聚酯多元醇和含羧基的小分子二醇中的OH和二異氰酸酯中的NCO按官能團摩爾比OH/NCO＝1∶1～1∶1.9；所述含羧基的小分子二醇占水性聚氨酯中不揮發成分重量的5％～10％；所述聚酯多元醇是由多元酸與小分子二元醇按官能團摩爾比COOH/OH＝1∶1.2～1∶1.6反應得到。

3.根據權利要求2所述的高耐水解性的含二聚酸結構單元的水性聚氨酯，其特征在于：所述聚酯多元醇和含羧基的小分子二醇中的OH和二異氰酸酯中的NCO按官能團摩爾比OH/NCO＝1∶1～1∶1.6；所述含羧基的小分子二醇占水性聚氨酯中不揮發成分重量的6％～8％。

4.根據權利要求1所述的高耐水解性的含二聚酸結構單元的水性聚氨酯，其特征在于：所述小分子二元醇為新戊二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、乙二醇、一縮二乙二醇和一縮二丙二醇中一種以上混合；所述小分子二元酸為己二酸、間苯二甲酸和對苯二甲酸中的一種以上混合。

5.根據權利要求4所述的高耐水解性的含二聚酸結構單元的水性聚氨酯，其特征在于：所述小分子二元醇為新戊二醇和一縮二乙二醇中的一種或兩種混合。

6.根據權利要求1所述的高耐水解性的含二聚酸結構單元的水性聚氨酯，其特征在于：所述聚酯多元醇按以下方法制備得到：將多元酸和小分子二元醇混合，在氮氣氣氛下攪拌升溫，在120℃～175℃反應3～5h后，升溫至190℃～210℃，再反應3～5h；取樣測酸值，待酸值小于20mgKOH/g，停止通氮氣，進行抽真空，待酸值小于或等于1mgKOH/g時，停止反應。

7.根據權利要求1所述的高耐水解性的含二聚酸結構單元的水性聚氨酯，其特征在于：所述含羧基的小分子二醇為2，2-二羥甲基丙酸和2，2-二羥甲基丁酸中的一種或兩種混合；所述二異氰酸酯為芳香族二異氰酸酯、脂肪族二異氰酸酯和脂環族二異氰酸酯中的一種以上混合；所述擴鏈劑為乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺中的一種以上混合；所述中和劑為三乙胺、氫氧化鈉和氫氧化鉀中的一種以上混合；所述有機溶劑為丙酮、N，N-二甲基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的一種以上混合，有機溶劑占水性聚氨酯不揮發成分重量的10％～50％。

8.根據權利要求7所述的高耐水解性的含二聚酸結構單元的水性聚氨酯，其特征在于：所述二異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、多苯基多亞甲基多異氰酸酯、1，6-六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯和二環己基甲烷-4，4’-二異氰酸酯中的一種以上混合；所述有機溶劑占水性聚氨酯不揮發成分重量的15％～30％。

9.根據權利要求1所述的高耐水解性的含二聚酸結構單元的水性聚氨酯的制備方法，其特征在于包括以下操作步驟：

(1)預聚反應：將聚酯多元醇在110～120℃減壓脫水2～3h后，降溫至60～80℃，然后加入含羧基的小分子二醇、有機溶劑和二異氰酸酯，在60～80℃反應2～4h，得到預聚體；

(2)擴鏈反應：向步驟(1)所得預聚體中加入擴鏈劑，在50～70℃反應1～3h；

(3)中和反應：加入中和劑，在50～70℃反應0.5～2h，得到聚合物；

(4)乳化反應：將步驟(3)所得聚合物在高速攪拌分散下，加入去離子水乳化分散，最后脫除有機溶劑得到含二聚酸結構單元的水性聚氨酯。

10.根據權利要求1所述的高耐水解性的含二聚酸結構單元的水性聚氨酯應用于制備皮革、涂料、膠黏劑或密封膠。