[發明專利]一種高模量非離子水性聚氨酯及其制備方法

有效

• 申請號: 201610168222.3
• 申請日: 2016-03-21
• 公開（公告）號: CN105732952B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 唐進偉;胡遠奇;朱凱;朱小勇
• 申請（專利權）人: 黃山聯固新材料科技有限公司
• 主分類號: C08G18/80
• 分類號: C08G18/80;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/32;C08G18/12
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 李進

本發明涉及材料領域，特別涉及一種高模量非離子水性聚氨酯及其制備方法。高模量非離子水性聚氨酯的制備方法包括以下步驟：將異氰酸酯多聚體與聚乙二醇醚反應生成親水性異氰酸酯單體；親水性異氰酸酯單體、聚酯和/或聚醚多元醇、小分子醇反應合成梳型聚氨酯預聚體，然后加入胺類擴鏈劑和水進行分散乳化即得高模量非離子水性聚氨酯。該制備方法合成的梳型聚氨酯預聚體的親水鏈在側鏈上，加胺類擴鏈劑和水進行分散乳化時，相反轉粘度在20000?50000cps，乳化簡單；乳液固含提高，不需要其他助溶劑，模量在25?100N/m；粒徑在10?20nm，分布均勻，并且在工業生產時設備投資低，操作簡單，節能減排。

技術領域

本發明涉及材料領域，具體而言，涉及一種高模量非離子水性聚氨酯及其制備方法。

背景技術

水性聚氨酯大多是為離子型的，pH對其影響較大。非離子型水性聚氨酯一般是用外加乳化劑的方法，或者是引用聚乙二醇作為親水基團；前者方法穩定性不好，后者在合成過程中，粘度過大，親水鏈段在主鏈上，水性化的時候乳化困難，操作性太差，乳液固含低等。

目前合成方法大多是在多元醇羥基部分引入親水基團，主要是引用聚乙二醇作為親水單體，或者是在多元醇部分經過親水改性，合成水性聚氨酯。主要缺點是，合成的水性聚氨酯粘度過大，親水鏈段在主鏈上，水性化的時候乳化困難，操作性太差，乳液固含低，助溶劑多，合成的水性聚氨酯模量小。

如申請號為201410838491.7的發明專利公開了一種無溶劑制備非離子型水性聚氨酯的方法，首先合成含有2個端羥基的“Y”形側鏈非離子型親水擴鏈劑，再用聚二元醇與異氰酸酯反應后，加入“Y”形側鏈非離子型親水擴鏈劑擴鏈生成-NCO端基的側鏈預聚體，然后加入小分子二元醇、低聚物多元醇一種或兩種混合物，攪拌均勻后立即加入去離子水溶液高速分散，最后升溫反應得到穩定的無溶劑非離子型水性聚氨酯乳液。該方法通過一步合成的方法，羧基均勻分布在分子鏈段中。

總之，現有的技術合成的水性聚氨酯親水鏈段在主鏈上，粘度大，模量大小不好控制。在加水分散時，親水鏈段和親油鏈段結構不分明，加水容易溶脹，粒徑分布較寬，相反轉困難。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種高模量非離子水性聚氨酯的制備方法，通過異氰酸酯親水性改性，合成親水性異氰酸酯單體，合成的聚氨酯預聚體為梳型結構，粘度小，不需要助溶劑，水性化方便，很容易被水分散，固含量和模量高，在工業生產時設備投資低，操作簡單，節能減排。

本發明的第二目的在于提供一種所述的高模量非離子水性聚氨酯的制備方法制成的高模量非離子水性聚氨酯，該非離子水性聚氨酯的非離子親水鏈段在側鏈上，易于控制硬段含量，可控制的范圍為20％-80％，模量為25-100N/m，粒徑在10-20nm，分布均勻，易于相反轉。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

一種高模量非離子水性聚氨酯的制備方法，包括以下步驟：

(a)、將異氰酸酯多聚體與聚乙二醇醚在有機錫類催化劑的條件下反應，生成親水性異氰酸酯單體；

(b)、所述親水性異氰酸酯單體、聚酯和/或聚醚多元醇、小分子醇反應合成梳型聚氨酯預聚體，然后加入胺類擴鏈劑和水進行分散乳化即得高模量非離子水性聚氨酯。