[發明專利]一種水性聚氨酯的制備方法

有效

• 申請號: 201310518431.2
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103524693A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 楊愛軍;馮文照;曾華麗;汪盛藻;湯多峰;劉婕妤
• 申請（專利權）人: 洋紫荊油墨（中山）有限公司;葉氏化工研發（上海）有限公司
• 主分類號: C08G18/60
• 分類號: C08G18/60;C08G18/50;C08G18/64;C08G18/32;C08G18/48;C09D11/00;C09D175/04;C09J175/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本發明涉及聚氨酯領域，特別涉及水性聚氨酯的制備方法。

背景技術

聚氨酯，即聚氨基甲酯，是分子鏈中含有重復氨基甲酯（-NHCOO-）結構的高分子材料的總稱。聚氨酯一般由二異氰酸酯和二元醇或多元醇為基本材料經過加聚反應而成，根據原料的官能團數不同，可以制成線性或體形結構的聚合物，其具有良好的力學性能、粘結性能及耐磨性等，在各領域得到了廣泛應用。

水性聚氨酯具有優異的物理機械性能，不含或含少量可揮發的有機物，生產施工安全，對環境及人體基本無害，符合環保要求。現在普遍使用的制備方法為內乳化法，即在聚氨酯分子鏈上引入一些親水性基團，使聚氨酯分子具有一定的親水性，然后在高速分散下，憑借這些親水基團使其自發地分散于水中，從而得到水性聚氨酯。

然而親水性基團的引入在提高聚氨酯親水性的同時卻降低了它的耐水性。為了解決耐水性問題，一般采用自交聯的方法，即在聚氨酯分子中引入在干燥過程中可以參加反應的活性基團，使得成膜過程中發生交聯反應，增加交聯度，形成致密膜。但是自交聯方法的制得聚氨酯的熱存儲穩定性差，放置一段時間后容易凝膠。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供一種采用內交聯法制備水性聚氨酯的方法，得到水性聚氨酯具有良好的親水性及儲存穩定性，其形成的膜還具有良好的耐水性，適用于油墨、涂料及膠粘劑等領域。

本發明公開了一種水性聚氨酯的制備方法，包括以下步驟：

（A）將二異氰酸酯、多元醇、親水擴鏈劑在催化劑作用下發生反應，得到具有自乳化性的預聚物溶液；

（B）將所述預聚物溶液加水乳化后，再與多元胺反應，得到水性聚氨酯；

所述多元胺至少包括10wt%以上的高分子胺類。

優選的，所述高分子胺類為聚酰胺、多官能聚醚胺、氮丙啶開環聚合物和蛋白質中的一種或多種。

優選的，所述多元胺還包括小分子胺類。

優選的，所述高分子胺類與小分子胺類的質量比為1：9～99：1。

優選的，所述小分子胺類為乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和五乙烯六胺中的一種或多種。

優選的，所述多元胺的伯胺基與仲胺基的摩爾量與預聚物中異氰酸根的摩爾量之比為1：（0.2～1.2）。

優選的，所述親水擴鏈劑為叔胺類化合物、含羧基的化合物、含磺酸基的化合物、含聚氧乙撐醚鏈段的二元醇類或含聚氧乙撐醚鏈段的二元胺類。

優選的，所述預聚物的異氰酸根質量百分含量為0.5～10%，所述預聚物的數均分子量為3000～30000。

優選的，所述步驟（B）中，所述反應的時間為30～60分鐘，所述反應的溫度為50～70℃。

優選的，所述步驟（A）中，所述催化劑為三乙胺、N，N-二甲基環己胺、月桂酸二丁錫基和辛酸亞錫中的一種或多種

與現有技術相比，本發明水性聚氨酯的制備方法，包括以下步驟：將二異氰酸酯、多元醇、親水擴鏈劑在催化劑作用下發生反應，得到具有自乳化性的預聚物溶液；將所述預聚物溶液加水乳化后與多元胺反應，得到水性聚氨酯；所述多元胺至少包括10wt%以上的高分子胺類。由于高分子胺類每個分子中至少含有多個的伯胺和仲胺官能團，選用其作為擴鏈劑和內交聯劑得到的擴鏈后的分子呈網狀結構，具有適當的交聯度，應用時可以形成致密的膜，因此不但存儲穩定性好而且耐水性良好。本發明中，引入了親水基團，使得預聚物具有自乳化性，可在水中形成穩定的聚氨酯分散體，引入內交聯劑，增強了水性聚氨酯的耐水性，解決了親水性與耐水性之間的矛盾。

具體實施方式

為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特征和優點，而不是對本發明權利要求的限制。

本發明實施例公開了一種水性聚氨酯的制備方法，包括以下步驟：

（A）將二異氰酸酯、多元醇、親水擴鏈劑在催化劑作用下發生反應，具有自乳化性的預聚物溶液；

（B）將所述預聚物溶液加水乳化后，再與多元胺反應，得到水性聚氨酯；

所述多元胺至少包括10wt%以上的高分子胺類。