[發(fā)明專利]陽(yáng)離子型聚碳酸亞丙酯水性聚氨酯乳液及制備方法與應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310348012.9
• 申請(qǐng)日: 2013-08-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103435771A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王斌;劉化珍;劉偉區(qū);區(qū)菊花;楊永;嚴(yán)杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中科院廣州化學(xué)有限公司
• 主分類號(hào): C08G18/66
• 分類號(hào): C08G18/66;C08G18/44;C09D175/04;C09J175/04;C14C11/00;C03C17/32
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 張燕玲;裘暉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水性聚氨酯領(lǐng)域，特別涉及一種陽(yáng)離子型聚碳酸亞丙酯水性聚氨酯乳液及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

聚碳酸亞丙酯多元醇(PPC)是由CO₂和環(huán)氧丙烷(PO)共聚而成的一種新型脂肪族聚碳酸酯多元醇樹(shù)脂，其合成原料來(lái)源豐富，價(jià)格低廉，對(duì)二氧化碳的綜合利用有重要意義。聚碳酸亞丙酯多元醇中COO結(jié)構(gòu)單元的含量較高，摩爾分?jǐn)?shù)在25%～50%之間，反應(yīng)采用的催化劑價(jià)格低廉，反應(yīng)操作簡(jiǎn)單，同時(shí)反應(yīng)能耗也較低。如果大規(guī)模生產(chǎn)，則能大幅度的降低聚碳酸亞丙酯多元醇的生產(chǎn)成本。聚碳酸亞丙酯多元醇是分子兩端帶有羥基的聚合物，是生產(chǎn)氨基甲酸酯的原料，與以往采用的多元醇原料相比，其產(chǎn)物氨基甲酸酯的耐熱性、耐候性及耐摩擦性均得到改善。

利用異氰酸酯類化合物對(duì)聚碳酸亞丙酯多元醇進(jìn)行改性，可提高其綜合性能。王東山等以聚碳酸亞丙酯為基材制備的澆注型聚氨酯彈性體，其力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性和耐水性均有較大的改善。孫蓓蓓等采用聚碳酸亞丙酯多元醇和羥基硅油等原料合成的單組份醇溶性聚氨酯防火涂料，具有優(yōu)良的耐水性和較良好的耐熱性。徐成書(shū)等采用聚碳酸亞丙酯多元醇為軟段合成WPU預(yù)聚體，通過(guò)氨基硅油(AEAPS)接枝改性制備了系列WPU乳液，改善了聚碳酸亞丙酯多元醇WPU膠膜的軟硬段微相分離程度。申請(qǐng)?zhí)枮?01010565904.0的中國(guó)發(fā)明專利報(bào)道了一種以聚碳酸亞丙酯多元醇為原料的水性聚氨酯涂料及其制備方法。申請(qǐng)?zhí)枮?01110180538.1的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種硅烷偶聯(lián)劑改性的聚碳酸亞丙酯基水性聚氨酯粘合劑及其制備方法，申請(qǐng)?zhí)枮?01110180540.9的中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)了一種聚碳酸亞丙酯基水性聚氨酯防火涂料及其制備方法。目前基本上是采用陰離子自乳化的方法來(lái)制備聚碳酸亞丙酯水性聚氨酯乳液，還未見(jiàn)采用陽(yáng)離子自乳化的方法來(lái)制備聚碳酸亞丙酯水性聚氨酯乳液的研究報(bào)道。

陽(yáng)離子水性聚氨酯因存在耐水性差、機(jī)械強(qiáng)度低等缺點(diǎn)，限制了其實(shí)用性能。但陽(yáng)離子水性聚氨酯骨架上的陽(yáng)離子基團(tuán)，使其具有一些獨(dú)特的性能，在皮革、涂料、紡織和造紙等領(lǐng)域有著較好的應(yīng)用。陽(yáng)離子聚氨酯對(duì)離子型表面有較好的粘接性，特別適用于對(duì)陰離子型的皮革和玻璃表面的處理。此外，陽(yáng)離子水性聚氨酯對(duì)水的硬度不敏感，并且可以在酸性條件下使用。

因此研究陽(yáng)離子型聚碳酸亞丙酯水性聚氨酯乳液的制備方法，改善其耐水性及機(jī)械性能，具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種陽(yáng)離子型聚碳酸亞丙酯水性聚氨酯乳液的制備方法。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種由上述制備方法制備的陽(yáng)離子型聚碳酸亞丙酯水性聚氨酯乳液。

本發(fā)明的再一目的在于提供上述陽(yáng)離子型聚碳酸亞丙酯水性聚氨酯乳液的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種陽(yáng)離子型聚碳酸亞丙酯水性聚氨酯乳液的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：將60～75質(zhì)量份聚碳酸亞丙酯多元醇與20～30質(zhì)量份二異氰酸酯混合，溫度升至60℃，加入0.5～1質(zhì)量份催化劑，逐漸升溫至80～90℃，保溫反應(yīng)2～3h；降溫到40℃，緩慢滴加4～8質(zhì)量份陽(yáng)離子親水?dāng)U鏈劑，反應(yīng)3～4h；溫度升至60℃，加入1.5～4.5質(zhì)量份小分子擴(kuò)鏈劑，反應(yīng)1～2h；加80～100質(zhì)量份丙酮調(diào)節(jié)粘度，防止粘度過(guò)大導(dǎo)致凝膠產(chǎn)生；當(dāng)溫度降到35～45℃時(shí)，加入2～4.5質(zhì)量份成鹽劑，反應(yīng)0.5～1h；加入200～300質(zhì)量份去離子水乳化，高速攪拌0.5～1h，蒸去丙酮，得陽(yáng)離子型聚碳酸亞丙酯水性聚氨酯乳液。

所述聚碳酸亞丙酯多元醇分子量為1000～6000，優(yōu)選為2000～3500。

所述二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯（TDI）、異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）、二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）及1，6-己基二異氰酸酯（HDI）中的一種以上。

所述催化劑為二丁基二月桂酸錫（DBTDL）、三乙烯二胺或辛酸亞錫中的一種。

所述成鹽劑為鹽酸、醋酸、CH₃I、（CH₃）₂SO₄及環(huán)氧氯丙烷中的一種以上。

所述陽(yáng)離子親水?dāng)U鏈劑為二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺（N-MDEA）、N-乙基二乙醇胺（N-EDEA）、N-芐基二乙醇胺（N-BDEA）及叔丁基二乙醇胺（t-BuDEA）中的一種以上；其中所述的N-甲基二乙醇胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%～8%。