[發明專利]一種水性聚氨酯樹脂及其制備方法和用途

在審

• 申請號: 201911040906.5
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110606930A
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 戴家兵;陳玉嫻;馮林林;郭文鶴;張婭菲;張平;劉冰
• 申請（專利權）人: 蘭州科天水性高分子材料有限公司
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/12;C08G18/32;C08G18/34;C08G18/40;C08G18/42;C08G18/48;C08J5/18;C08L75/04
• 代理公司: 31219 上海光華專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 王華英

本發明提供了一種水性聚氨酯樹脂及其制備方法和用途，所述水性聚氨酯樹脂包括有多異氰酸酯混合物與多元醇混合物的原料組分，所述多異氰酸酯混合物包括異佛爾酮二異氰酸酯和氫化二苯基甲烷二異氰酸酯以形成防水透濕硬段，所述多元醇混合物包括聚酯型聚己內酯二醇、聚醚型聚四氫呋喃二醇以及聚氧化丙烯三醇以形成防水透濕軟段，所述水性聚氨酯樹脂特別適合應用在防水透濕材料中。

技術領域

本發明涉及水性聚氨酯技術應用領域，具體的涉及一種水性聚氨酯樹脂及其制備方法和用途。

背景技術

水性聚氨酯樹脂因其不含有機揮發溶劑，所以不會對環境造成污染或危害使用人員的健康，是一類環境友好型的“綠色”樹脂。與此同時，水性聚氨酯具有低VOC、氣味小、使用安全、可用水清洗等優點。

因聚氨酯的各項優異性能，使得水性聚氨酯樹脂制品本身還具有以下各項優異的性能：良好的粘接性、耐溶劑性、耐磨性等。水性聚氨酯樹脂的優異性能使其所制備的涂層材料具有更好的透濕性、柔軟豐滿的手感等，更適合用于各種具有防水透濕功能的材料。

隨著人們生活水平和生活質量的不斷提高，人們對防水透濕性材料的需求也日益増長，因此開發出一種具有良好的透濕性能和防水性能的水性聚氨酯涂層具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供了一種水性聚氨酯樹脂及其制備方法和用途，所述水性聚氨酯樹脂所制備得到的聚氨酯樹脂薄膜材料具有高模量、高強度及優異的斷裂伸長率和靜水壓，防水透濕性能良好，特別適合應用在防水透濕材料中。

為了實現以上目的及其他目的，本發明是通過包括以下技術方案實現的：本發明首先提供了一種水性聚氨酯樹脂，所述水性聚氨酯樹脂包括有多異氰酸酯混合物與多元醇混合物的原料組分，所述多異氰酸酯混合物包括異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)和氫化二苯基甲烷二異氰酸酯(HMDI)以形成防水透濕硬段，所述多元醇混合物包括聚酯型聚己內酯二醇(PCL)、聚醚型聚四氫呋喃二醇(PTMG)以及聚氧化丙烯三醇(PPT)以形成防水透濕軟段。

在一實施例中，所述聚酯型聚己內酯二醇(PCL)的分子量為1000～2000，所述聚醚型聚四氫呋喃二醇(PTMG)的分子量3500～5000，所述聚氧化丙烯三醇(PPT)的分子量為2500～4000。

在一實施例中，所述異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)和氫化二苯基甲烷二異氰酸酯(HMDI)的質量比為2～3。

在一實施例中，所述聚酯型聚己內酯二醇、所述聚醚型聚四氫呋喃二醇以及所述聚氧化丙烯三醇的質量比為：(140～170)：(35～55)：(15～25)。

在一實施例中，所述多異氰酸酯混合物與所述多元醇混合物摩爾比為3～4。

在一實施例中，所述水性聚氨酯樹脂的固含量為30～40％。

本發明還提供了一種如上所述水性聚氨酯樹脂的制備方法，所述包括以下步驟：將多異氰酸酯混合物與多元醇混合物反應得到一中間產物；將所述中間產物與小分子親水擴鏈劑及小分子擴鏈劑反應得到一含親水羧基的聚氨酯預聚體；將所述含親水羧基的聚氨酯預聚體與一中和劑反應得到一中和產物；將所述中和產物與水、后擴鏈劑、后交聯劑反應得到所述水性聚氨酯樹脂。

在一實施例中，所述多異氰酸酯混合物的摩爾量、所述小分子親水擴鏈劑及所述小分子擴鏈劑摩爾量之和、所述多元醇混合物的摩爾量三者的比值為(3～4)：(0.4～0.6)：(0.8～1)。

在一實施例中，所述中和產物的pH為6.5～7.5。

在一實施例中，所述小分子親水擴鏈劑包含二羥甲基丙酸(DMPA)，所述小分子擴鏈劑包含1,4-丁二醇(BDO)。