[發明專利]聚乙烯醇改性水性聚氨酯的制備方法

無效

• 申請號: 201310484625.5
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103589135A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 趙彩霞;靳丹丹;鄒國享;李錦春
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08L75/06;C08L75/08;C08L29/04;C08G18/66;C08G18/42;C08G18/48;C08G18/12
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

????本發明涉及改性水性聚氨酯的制備技術領域，具體涉及一種聚乙烯醇改性水性聚氨酯的制備方法。

背景技術

????聚氨酯是一種性能優異的高分子材料，具有耐低溫、耐化學腐蝕、耐摩擦及柔性好等優點，目前已作為涂料、膠粘劑、織物整理劑等得到廣泛應用。水性聚氨酯以水作為分散介質，不含或含有少量有機溶劑，與傳統的溶劑型聚氨酯相比，具有毒性小、不易燃、低污染等優點，為環境友好型材料。同時，水性聚氨酯分子結構中含有大量的氨基甲酸酯基，從而又為生物降解型材料。近年來，水性聚氨酯的市場前景良好，被廣泛應用于各行業。然而，水性聚氨酯的價格相對較高，強度不高，耐高溫性能較差而限制其進一步的應用。

????聚乙烯醇具有低廉的價格、較好的強度、良好的降解性能和氣體阻隔性能，被廣泛應用于涂料、膠粘劑、薄膜等領域。因此，將兩者結合在一起，以聚乙烯醇作為水性聚氨酯的改性填料，不僅降低了生產成本，且兼具兩者的優點，實現優勢互補，改善產品性能。

發明內容

????本發明的目的在于提供一種聚乙烯醇改性水性聚氨酯的制備方法，獲得機械性能良好、成本較低、可生物降解型材料。

????本發明通過如下技術方案實現，聚乙烯醇改性水性聚氨酯的制備方法，按照下述步驟進行:

(1)將聚乙烯醇加入水中，升溫至80-95℃，攪拌2-3小時至完全溶解；

(2)將低聚二元醇、親水性單體攪拌混合，然后加入二異氰酸酯、二月桂酸二丁基錫在70-90℃下，攪拌反應2-3小時得到聚氨酯預聚物，反應過程中加入丙酮降粘；

(3)將步驟(2)得到的反應產物冷卻至45℃以下，然后加入中和劑，中和5-10分鐘后，加入水高速分散，再加小分子擴鏈劑，在45-60℃下，擴鏈反應30分鐘后抽真空除去丙酮，得到固含量為10-30%的水性聚氨酯乳液；

(4)將步驟(1)的溶液加入到步驟(3)的乳液中，機械攪拌使其混合均勻，得到聚乙烯醇改性水性聚氨酯。

????本發明所述步驟(1)中，聚乙烯醇的醇解度為大于80%，聚合度為500-2000，具體牌號可為PVA-0588，PVA-1788，PVA-1792，PVA-1799，前面2位數字表示聚合度，后面2位表示醇解度，比如0588就是聚合度為500，醇解度為88%；聚乙烯醇水溶液的質量分數為5-10%。

????本發明所述步驟(2)中，反應體系中-NCO與-OH的摩爾比為1.5-2.0:1，所述-NCO為二異氰酸酯所含異氰酸酯基的總摩爾量，所述-OH為低聚二元醇所含羥基的總摩爾量。

????本發明所述步驟(2)中，親水性單體的加入量為低聚二元醇、二異氰酸酯、親水性單體和小分子擴鏈劑總質量的2.4-4.0%；丙酮的加入量為聚氨酯預聚物質量的10-30%。

????本發明所述步驟(4)中，聚乙烯醇改性水性聚氨酯材料中聚乙烯醇占聚乙烯醇和水性聚氨酯總質量的0-20%。

????本發明所述步驟(2)中的二異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯，甲苯二異氰酸酯，六亞甲基二異氰酸酯中的一種或兩種。

????本發明所述步驟(2)中的低聚二元醇為Mn=1000-3000的聚己內酯二醇，聚己二酸丁二醇酯二醇，聚丙二醇中的一種或兩種。

????本發明所述步驟(2)中的親水性單體為二羥甲基丙酸，二羥甲基丁酸，酒石酸中的一種；

本發明所述步驟(3)中的中和劑為三乙胺，甲胺，氨水中的一種；親水單體與中和劑的摩爾比為1:1。

????本發明所述步驟(3)中的小分子擴鏈劑為乙二醇，甲基丙二醇，1,4-丁二醇，乙二胺，三甲基乙二胺中的一種。

????本發明以聚乙烯醇改性水性聚氨酯有以下優點：(1)兩者均為環境友好型材料，形成的改性材料不會對環境帶來污染，且為生物降解型材料；(2)水性聚氨酯鏈段中的氨酯鍵(-NH-COO)與聚乙烯醇中的羥基(-OH)可形成分子間氫鍵作用，使兩者具有良好的相容性；(3)聚乙烯醇的價格相對較便宜，在水性聚氨酯中加入聚乙烯醇則可在滿足材料力學性能的同時降低材料的成本。

具體實施方式

????為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施例。

實施例1：

(1)將計算量的聚乙烯醇PVA1799加入水中，升溫至95℃，攪拌3小時至完全溶解，制得聚乙烯醇水溶液的質量分數為5%；