[發明專利]一種水性聚氨酯乳液及其制備方法

在審

• 申請號: 201711464251.5
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108047413A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 蔡志華;牛艷麗;陳偉彬;麻樂;劉保華
• 申請（專利權）人: 惠州大亞灣達志精細化工有限公司
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/44;C08G18/32;C08G18/10
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 潘麗君

本發明公開了一種水性聚氨酯乳液及其制備方法，所述水性聚氨酯乳液包括以下質量配比的組分：側鏈含有羧基的聚碳酸亞丙酯多元醇120份、二異氰酸酯18～63份、催化劑0.06～0.36份、中和劑12份、丙酮5～20份、去離子水332～460份和擴鏈劑0.6～1.2份。所述水性聚氨酯乳液通過初步聚合、中和反應、乳化反應和擴鏈反應生成得到。本發明提供一種水性聚氨酯乳液及其制備方法，環制備得到的水性聚氨酯乳液嵌段均勻，軟硬段分布均勻且質量穩定，改進后的制備方法生成過程安全環保，所采用的原料環保且成本低，制備工藝簡單，具有實際應用價值。

技術領域

本發明涉及有機高分子材料技術領域，尤其指一種水性聚氨酯乳液及其制備方法。

背景技術

傳統溶劑型聚氨酯在合成過程中需要使用大量的有機溶劑，如甲苯、苯、氯代烷等，在生產和應用過程中產生大量的揮發性有機物，不僅易燃易爆、揮發性強，對環境造成污染，而且還很大程度上危害人體健康。隨著法律法規的不斷完善和環保、安全、低碳意識深入人心，水性聚氨酯可溶于水，可用水替代有機溶劑，減少揮發性有機物，氣味小，并廣泛應用于涂料、膠粘劑、織物涂層、整理劑、皮革涂飾劑等領域，逐步取代溶劑型聚氨酯進入市場應用。

傳統水性聚氨酯通常常采用聚酯多元醇或者聚醚型多元醇為主要原料合成。但是由于聚酯多元醇易水解，因此水性聚氨酯基本是以聚醚型多元醇為主，聚醚型水性聚氨酯低溫柔順性好，耐水解，但是聚醚型水性聚氨酯本身強度、硬度低、不耐刮擦、粘結力差，因此實際使用中受到很大的限制。采用聚四氫呋喃、聚碳酸亞乙酯二醇可以得到強度高，耐刮擦以及粘結力好的水性聚氨酯產品，但是產品成本太高，不利于工業化的大規模生產。

一種水性聚碳酸亞丙酯型聚氨酯乳液及其制備方法（申請公布號：CN105482068A）、一種耐黃變的水性聚氨酯乳液及其制備方法（申請公布號：CN105504215A）和一種阻燃型聚氨酯乳液及其制備方法（申請公布號：CN106589300A）公開了一種采用傳統工藝制備的基于聚碳酸亞丙酯二元醇為主要原料，和二異氰酸酯以及小分子親水擴鏈劑反應而制得一種高強度、高硬度、粘結力高的水性聚氨酯材料。但傳統工藝合成水性聚氨酯時，是通過在硬段中引入親水擴鏈劑，但是這樣會造成最終合成的聚氨酯產品嵌段均勻性差、軟硬段分布不均勻以及乳液外觀不好等缺點。

針對上述技術問題，提供一種嵌段均勻性好，軟硬段分布均勻以及比較好的乳液外觀，并且在制備過程中不引入高沸點溶劑，減少低沸點溶劑使用的水性聚氨酯乳液制備方法是目前迫切需要解決的技術問題。

發明內容

本發明創造所要解決的技術問題是針對現有技術制備得到的水性聚氨酯乳液產品嵌段均勻性差，軟硬段分布不均勻且乳液外觀不好等缺點，提出一種水性聚氨酯乳液的制備方法，所得水性聚氨酯乳液產品嵌段均勻性好，軟硬段分布均勻且乳液外觀好。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：一種水性聚氨酯乳液，包括以下質量配比的組分：側鏈含有羧基的聚碳酸亞丙酯多元醇120份、二異氰酸酯18～63份、催化劑0.06～0.36份、中和劑12份、丙酮5～20份、去離子水332～460份和擴鏈劑0.6～1.2份。基于軟段含有羧基的聚碳酸亞丙酯多元醇為原料與二異氰酸酯進行反應可得到軟硬段分布均勻的水性聚氨酯乳液，且制備過程中沒有引入高沸點溶劑，丙酮等低沸點溶劑的使用也大量減少避免在生產和應用過程中產生大量的揮發性有機物，環保安全。

進一步地，包括以下質量配比的組分：側鏈含有羧基的聚碳酸亞丙酯多元醇120份、二異氰酸酯30～50份、催化劑0.06～0.36份、中和劑12份、丙酮10～18份、去離子水332～460份和擴鏈劑0.6～1.2份。基于軟段含有羧基的聚碳酸亞丙酯多元醇為原料與二異氰酸酯進行反應可得到軟硬段分布均勻的水性聚氨酯乳液，且制備過程中沒有引入高沸點溶劑，丙酮等低沸點溶劑的使用也大量減少避免在生產和應用過程中產生大量的揮發性有機物，環保安全。