[發(fā)明專利]一種水性聚氨酯及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310058019.7
• 申請(qǐng)日: 2013-02-22
• 公開（公告）號(hào): CN103073693A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅穗蓮;張建東;譚傳通
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G18/66
• 分類號(hào): C08G18/66;C08G18/32;C09D175/04;C09J175/04
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 禹小明;廖繼海

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及涂料或膠黏劑領(lǐng)域，具體涉及一種新型水性聚氨酯及其制備方法。

背景技術(shù)

聚氨酯具有高強(qiáng)度、耐磨耐沖擊和耐油等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用越來越廣。水性聚氨酯以水為分散介質(zhì)，具有不污染環(huán)境和節(jié)省資源的特點(diǎn)，是溶劑型聚氨酯的理想替代者。水性聚氨酯的制備主要有2個(gè)步驟：第一步由低聚物二元醇與多異氰酸酯形成聚氨酯預(yù)聚物，此預(yù)聚物以親水性官能團(tuán)物質(zhì)進(jìn)行親水改性；第二步一定剪切力作用下，聚氨酯預(yù)聚物在水中分散和擴(kuò)鏈。US4927961公開含有端羥基和磺酸側(cè)基的低聚物二元醇和聚酯二醇為原料，使聚氨酯具有親水基團(tuán)。CN97108796、CN201210150729、CN96193790、CN200510081879等專利公開親水性官能團(tuán)化合物如二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸、3-雙（羥基乙基）氨基丙烷磺酸鈉、聚環(huán)氧乙二醇、雙（羥基乙基）胺。

涂料或膠黏劑被微生物污染后，一旦生長條件適宜，微生物就會(huì)在涂料或膠黏劑中大量地生長繁殖，致使體系出現(xiàn)不穩(wěn)定跡象，主要表現(xiàn)在涂料或膠黏劑體系的黏度下降，顏料沉淀，產(chǎn)生氣體及pH值發(fā)生變化等。樹脂層一旦受到微生物的侵蝕，很容易在樹脂表面形成菌斑，導(dǎo)致樹脂層失去黏附能力，嚴(yán)重的可造成樹脂層的脫落，直接影響到涂層的保護(hù)功能及美觀整潔，從而降低涂料和膠黏劑的實(shí)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種水性聚氨酯及其制備方法，具體技術(shù)方案如下。

一種水性聚氨酯，該聚合物具有如下化學(xué)結(jié)構(gòu)式：

所述水性聚氨酯的制備方法，包括如下步驟：

步驟一，將多異氰酸酯和低聚物二元醇按摩爾比2~4:1在50~80℃下反應(yīng)2~5h；接著加入小分子二元醇擴(kuò)鏈，再加入多酚類親水?dāng)U鏈劑和丙酮在70~90℃下反應(yīng)1~3h，獲得帶酚基團(tuán)和親水基團(tuán)的聚氨酯樹脂，多酚類親水?dāng)U鏈劑占所述聚氨酯樹脂質(zhì)量2%~10%；

步驟二，室溫下加入三乙胺的丙酮溶液到步驟一所述預(yù)聚物中反應(yīng)20~30分鐘；激烈攪拌下，加入水分散得到具有抗菌性的水性聚氨酯產(chǎn)物。?

進(jìn)一步優(yōu)化的，步驟二所述激烈攪拌的速度大于3000轉(zhuǎn)/分鐘。

進(jìn)一步優(yōu)化的，所述多酚類親水?dāng)U鏈劑為3,4,5-三羥基苯甲酸、3,4,5-三羥基苯磺酸或相應(yīng)的鹽。

進(jìn)一步優(yōu)化的，所述多酚類親水?dāng)U鏈劑的加入量為聚氨酯樹脂質(zhì)量的2%-7%。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果：

本發(fā)明通過反應(yīng)將以3,4,5-三羥基苯甲酸、3,4,5-三羥基苯磺酸或相應(yīng)的鹽作為親水?dāng)U鏈劑進(jìn)入聚氨酯分子鏈中，并引入親水基團(tuán)和抗菌基團(tuán)，從而使聚氨酯具有親水性和抗菌性。在聚氨酯分子中引入酚結(jié)構(gòu)，制得的聚氨酯抗菌率高達(dá)99%，樹脂拉伸強(qiáng)度沒有明顯下降。將該樹脂應(yīng)用于涂料或膠黏劑的配方中，得到良好的抗菌性和防老性能涂料或膠黏劑。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的實(shí)施和保護(hù)范圍不限于此。

實(shí)施例1

????將253g異弗爾酮二異氰酸酯加入到720g羥基含量為56mgKOH/g聚己內(nèi)酯二元醇中，80℃下反應(yīng)2小時(shí)；接著加入3,4,5-三羥基苯甲酸62.9g（占聚氨酯樹脂質(zhì)量6%），1,4-丁二醇20g，丙酮1500g，80?℃下反應(yīng)2小時(shí)得到聚氨酯樹脂；然后降至室溫加入含33.6g三乙胺的丙酮溶液，反應(yīng)20分鐘；攪拌條件（3000轉(zhuǎn)/分鐘）下加入去離子水，得到聚氨酯水分散溶液。

實(shí)施例2

將160g異弗爾酮二異氰酸酯加入到720g羥基含量為56mgKOH/g聚己內(nèi)酯二元醇中，50?^oC下反應(yīng)5小時(shí)；接著加入3,4,5-三羥基苯甲酸30g（占聚氨酯樹脂質(zhì)量3.2%），1,4-丁二醇7.74g，丙酮1500g，70?℃下反應(yīng)2小時(shí)得到聚氨酯樹脂；然后降至室溫加入含14.6g三乙胺的丙酮溶液，反應(yīng)30分鐘；攪拌條件下（3500轉(zhuǎn)/分鐘）加入去離子水，得到聚氨酯水分散溶液。

實(shí)施例3