[發(fā)明專利]一種高固含陽離子水性聚氨酯樹脂的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410634650.1
• 申請日: 2014-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN104327234A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆福安;周玉琴
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢工程大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G18/66
• 分類號(hào): C08G18/66;C08G18/42;C08G18/44;C08G18/48;C08G18/32;C09D175/06;C09D175/08;C14C11/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮;劉洋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于涂料領(lǐng)域，具體涉及一種高固含陽離子型水性聚氨酯樹脂的制備方法。

背景技術(shù)

陽離子水性聚氨酯對疏水聚酯、植物纖維具有很好的浸潤性，同時(shí)陽離子水性聚氨酯對水的硬度不敏感，并且可以在酸性條件下使用，因此其在紡織、皮革、造紙以及木器漆等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。性能優(yōu)良的聚氨酯涂飾產(chǎn)品，能夠遮蓋皮革傷殘，突出時(shí)尚特色，賦予成品革美觀的外表、舒適的手感和良好的機(jī)械物理性能。水性聚氨酯樹脂用作木器漆具有無毒，無味，無污染等特點(diǎn)，而且硬度，耐水性，耐腐蝕性也非常優(yōu)異。高固含量聚氨酯方便運(yùn)輸，可以提高運(yùn)輸效率降低運(yùn)輸成本。

目前，聚氨酯皮革涂飾劑的研究存在明顯不足:原料來源窄,多元醇主要用聚醚型,聚酯型次之,聚碳酸酯極少；異氰酸酯的品種更少,只有TDI的使用報(bào)道,HDI和IPDI較少報(bào)道。擴(kuò)鏈劑多用醇類,胺類較少使用。從制備方法及種類來看,一般為自乳化、羧酸型陰離子體系；采用季胺鹽型陽離子體系較少。在木器漆應(yīng)用方面，市場上木器漆大多還是油性，存在污染和對有機(jī)溶劑需求量大等問題。

現(xiàn)今國外WPU涂飾劑尤其是陽離子型水性聚氨酯涂飾劑在我國市場中占有很大的份額，而國內(nèi)產(chǎn)品起步較晚，規(guī)模較小，性能還有一定差距，在市場上占很小份額。所以需要加強(qiáng)開發(fā)高技術(shù)、多功能、高性價(jià)比的產(chǎn)品。陽離子型水性聚氨酯對木材的單寧酸封閉效果優(yōu)異，是木器封閉底漆用的重要成膜物質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種性能優(yōu)異的高固含陽離子水性聚氨酯樹脂的制備方法。本發(fā)明制備的的陽離子水性聚氨酯具有固含量高，光澤好，耐水性優(yōu)，耐溶劑性好等優(yōu)良特性。為達(dá)到上述目的，采用的技術(shù)方案如下：

一種高固含陽離子水性聚氨酯樹脂的制備方法，包括以下步驟：

1)將聚酯二元醇，小分子二元醇，多元醇，雙羥基聚環(huán)氧乙烷醚加入反應(yīng)器內(nèi)加熱、真空度脫水；

2)撤除真空，通氮?dú)獗Ｗo(hù)，在60～80℃下滴加二異氰酸酯，1h滴完；

3)降溫至45-55℃，加入催化劑后滴加親水單體，1h滴完；

4)保持反應(yīng)溫度45-50℃，直至檢測異氰酸酯含量達(dá)到理論終點(diǎn)時(shí)停止加熱；所述理論終點(diǎn)采用二正丁基胺法計(jì)算得來；

5)用丙酮調(diào)節(jié)黏度，在40℃用醋酸中和至pH6～7，然后加去離子水和擴(kuò)鏈劑高速攪拌分散0.5h，減壓脫除丙酮即得到陽離子水性聚氨酯樹脂；

其中，上述原料按照重量份數(shù)計(jì)為：

按上述方案，所述的聚酯二元醇為脂肪族聚酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚己內(nèi)酯二醇中的一種；分子量為1000-2000。

按上述方案，所述的雙羥基聚環(huán)氧乙烷醚為柏斯托公司產(chǎn)品Ymer^TMN120。

按上述方案，所述的小分子二元醇為1，4-丁二醇，1，6-己二醇或1，8-辛二醇中的一種。

按上述方案，所述的多元醇為三乙醇胺。

按上述方案，所述的二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯中的一種。

按上述方案，所述的親水單體為N-甲基二乙醇胺。

按上述方案，所述的擴(kuò)鏈劑為乙二胺。

按上述方案，所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫。

本發(fā)明使用三乙醇胺，降低了水性單體用量，而且通過與二異氰酸酯反應(yīng)，所制備的水性聚氨酯樹脂具有分支結(jié)構(gòu)，賦予涂層良好的柔軟性和耐曲撓性。

除了常規(guī)的聚酯二元醇，本發(fā)明使用了Ymer^TMN120，由于其具有低黏度，對低PH值和電解質(zhì)的不敏感型及出色的低溫穩(wěn)定性，在合成樹脂時(shí)可避免使用大量溶劑。在進(jìn)行水分散過程中，相反轉(zhuǎn)變化時(shí)黏度適中，可制備出黏度小，固含高的陽離子水性聚氨酯。同時(shí)，使用黏度低的非離子型聚酯二元醇，可以降低親水單體的使用量，使得制備工藝更加環(huán)保。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明的高固含陽離子水性聚氨酯用作皮革涂飾劑在保持陰離子水性聚氨酯優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，由于其正電荷的優(yōu)勢，顯示出與皮革黏著力更為牢固，在皮革上吸收緩慢，并能在淺表面膠原纖維中形成一層薄薄的膜，起到封底的作用，阻止后期涂飾劑的過量滲透，能防止皮革因吸漿過多而失去彈性，同時(shí)能減少涂飾劑用量，涂層也具有較好的耐濕擦性能；賦予皮革柔軟自然豐滿的外觀，又能有效地遮蓋像針孔、傷痕等缺陷，提高皮革的等級(jí)。