[發明專利]一種水性聚氨酯的制備方法

在審

• 申請號: 201711481723.8
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108178825A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 何俊
• 申請（專利權）人: 何俊
• 主分類號: C08G18/75
• 分類號: C08G18/75;C08G18/66;C08G18/42;C08G18/48;C08G18/44;C08G18/10;C08G18/12;C08G18/34;C08G18/32
• 代理公司: 北京市領專知識產權代理有限公司 11590
• 代理人: 林輝輪;張玲

本發明公開了一種水性聚氨酯的制備方法，所述方法包括：將二環己基甲烷二異氰酸酯與脂肪族二元醇按照摩爾比2.5?4混合，在70?90℃下反應3?5小時得到預聚體，加入含親水基團的二羥甲基丁酸，反應3?5小時，加入KOH的水溶液乳化分散，滴加二胺擴鏈劑擴鏈和聚乙酰胺，得到一種水性聚氨酯乳液。本發明采用脂肪族異氰酸酯二環己基甲烷二異氰酸脂、脂肪族聚合二元醇，不含制備水性聚氨酯常用的NMP、丙酮等有機溶劑，也不含三乙胺等常用中和劑，可以制得完全無毒的聚氨酯材料，其可廣泛用于醫藥衛生、食品、家居用品領域。

技術領域

本發明涉及一種水性聚氨酯的制備方法，具體涉及一種水性聚氨酯的制備方法。

背景技術

水性聚氨酯以水為分散介質，與溶劑型聚氨酯相比，具有不燃、氣味小，節能，操作方便等優點，已廣泛用作皮革涂飾劑、涂料和粘合劑等。

盡管與溶劑型聚氨酯相比，水性聚氨酯的產品性能如耐水性還有差距。近年來，隨著人們對健康、環保的要求日益提高以及國家有關法律法規的頒布，對水性聚氨酯的制備研究有很多報道。

專利CN10113A、CN1405196A、CN1930257A、CN1827690A、CN1918251A、CN151A、CN1980964A等對水性聚氨酯的制備均有報道。在這些專利及其他文獻報道中，提到的水性聚氨酯制備方法大多采用丙酮法，以二羥甲基丁酸(DMPA)為含親水單體物質以引入親水羧基、以叔胺類物質為中和劑。由于DMPA在酮類、低聚物二元醇中的溶解度較低，通常在將DMPA加入預聚體中時都是以N-甲基吡咯烷酮(NMP)為助溶劑。N-甲基吡咯烷酮慢性作用可致中樞神經系統機能障礙，引起呼吸器官、腎臟和血管系統的病變，而N-甲基吡咯烷酮沸點高、最終不易脫除而滯留在材料中，從而帶有一定得生物毒性。其次水性聚氨酯通常以叔胺類物質如三乙胺為中和劑，而三乙胺有強烈氨臭，在水中溶解度小，此類水性聚氨酯會散發出胺的臭味，在生產過程中對人和環境會造成危害，同時使制品有一定毒性。第三，在以往專利中大多使用HDI、IPDI脂肪族異氰酸脂或TDI等芳香族異氰酸酯為原料，一方面HDI、IPDI和TDI等異氰酸脂蒸汽壓高、易揮發，在生產過程中易對人和環境造成危害，而且以芳香族異氰酸酯TDI或MDI為原料的聚氨酯材料，在使用過程中可能分解產生致癌的芳香胺類物質。由此可見，雖然常用的水性聚氨酯中的有機溶劑等對人體、環境有害物質大大減小了，但生產、制品使用過程中，仍然會產生一定量對人體、環境有害的物質，從而限制了在某些領域特別是醫療衛生、食品等領域的應用。

發明內容

針對以上技術缺陷，本發明提供一種水性聚氨酯的制備方法。

本發明所述無毒工藝制備水性聚氨酯的方法包括如下步驟：

a)將二環己基甲烷二異氰酸酯與脂肪族聚合二元醇混合，加入催化劑并在60-90℃，優選70-90℃下反應1-3小時得到預聚體；

b)向預聚體中加入含親水基團的DMBA，在70-90℃下繼續反應2-4小時；

c)降低溫度到25-35℃，在FLUKE高速攪拌機進行攪拌同時加入含中和劑的去離子水，中和劑濃度為0.1-0.3mol/l，至乳液固含量約25-45％，乳化0.2-0.5小時；

d)在乳液中加入二胺類擴鏈劑，繼續乳化、擴鏈0.5-2小時得到水性聚氨酯；

或為

a)將二環己基甲烷二異氰酸酯與脂肪族聚合二元醇、含親水基團的DMBA混合，并加入催化劑在60-90℃下反應2-5小時得到預聚體；

b)降低溫度到25-35℃，在FLUKE高速攪拌機進行攪拌同時加入含中和劑的去離子水，中和劑濃度為0.1-0.3mol/l，至乳液固含量約25-45％，乳化0.2-0.5小時；

c)在乳液中加入二胺類擴鏈劑和聚乙酰胺，繼續乳化、擴鏈0.5-2小時得到水性聚氨酯；