[發(fā)明專利]一種環(huán)保自消光的水性聚氨酯及其制備方法與應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911160903.5
• 申請(qǐng)日: 2019-11-24
• 公開（公告）號(hào): CN110951039A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡劍青;張志敏;周曦;涂偉萍;王峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G18/75
• 分類號(hào): C08G18/75;C08G18/66;C08G18/65;C08G18/61;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/32;C08G18/12;C09D175/08;C09D175/06;C14C11/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;隆翔鷹

1.一種環(huán)保自消光的水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將低聚物聚合二元醇、末端羥基封端的有機(jī)硅油、小分子三元醇化合物以及丙酮分別加入到反應(yīng)容器中，并且攪拌均勻，然后在60-70℃下加入脂肪族二異氰酸酯，再升溫至80-90℃進(jìn)行反應(yīng)，加入催化劑，反應(yīng)3-4小時(shí)，得到預(yù)聚物；

（2）向步驟（1）得到的預(yù)聚物中加入羧酸型親水?dāng)U鏈劑，繼續(xù)在80-90℃反應(yīng)2-3小時(shí)；然后，將溫度降低至35-45℃，加入中和劑進(jìn)行中和反應(yīng)，反應(yīng)25-35分鐘，得聚合物；

（3）將步驟（2）得到的聚合物冷卻至室溫，進(jìn)行乳化分散和后擴(kuò)鏈，先將胺類磺酸鹽親水?dāng)U鏈劑和去離子水一起進(jìn)行第一次乳化擴(kuò)鏈25-35分鐘，然后加入含活潑氫的小分子擴(kuò)鏈劑進(jìn)行第二次后擴(kuò)鏈25-35分鐘，最后減壓將體系的丙酮去掉，得環(huán)保自消光的水性聚氨酯。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保自消光的水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，步驟（1）中低聚物聚合二元醇具有在1000-2000g/mol范圍內(nèi)的分子量，所述低聚物聚合二元醇的用量為預(yù)聚物總質(zhì)量的45-55%；

末端羥基封端的有機(jī)硅油，具有在1000-2000g/mol范圍內(nèi)的分子量，有機(jī)硅油的用量為預(yù)聚物總質(zhì)量的0.4-1%；

小分子三元醇化合物的用量為預(yù)聚物總質(zhì)量的1.25-1.75%；

脂肪族二異氰酸酯的用量為預(yù)聚物總質(zhì)量的30-40%，預(yù)聚物中脂肪族二異氰酸酯的氰酸根基團(tuán)和羥基總量的摩爾比也即R值為1.5-2.1；

催化劑的用量為預(yù)聚物質(zhì)量的0.1-0.2%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保自消光的水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，步驟（2）中羧酸型親水?dāng)U鏈劑的用量為預(yù)聚物總質(zhì)量的2.3-2.8%；

中和劑與羧酸型親水?dāng)U鏈劑的摩爾比為0.8-1.2:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保自消光的水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，步驟（3）中胺類磺酸鹽親水?dāng)U鏈劑的用量為預(yù)聚物質(zhì)量的0.4-0.6%；

去離子水的用量為使其含固量為25%-35%；

含活潑氫的小分子擴(kuò)鏈劑的用量為使預(yù)聚物中剩余的異氰酸根與羥基和氨基總量的摩爾比為1.15-1.25。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保自消光的水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，步驟（1）中脂肪族二異氰酸酯為六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯和二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯中的一種或多種；

低聚物聚合二元醇為聚丙二醇、聚四氫呋喃醚二醇、聚碳酸酯二醇、聚己內(nèi)酯二醇中的一種或多種；

末端羥基封端的有機(jī)硅油為silok 8861；

小分子三元醇化合物為三羥甲基丙烷；

催化劑為叔丁基錫、二月桂酸二丁基錫或有機(jī)鉍催化劑中的一種以上。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保自消光的水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，步驟（2）中羧酸型親水?dāng)U鏈劑為二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸中的一種以上；

中和劑包括三乙胺、三丙胺、三乙醇胺中的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保自消光的水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，步驟（3）中胺類磺酸鹽親水?dāng)U鏈劑為2-[(2-氨基乙基)氨基]乙磺酸鈉鹽（AAS）、2-（2-氨基乙基氨基）丙磺酸鈉中的一種以上；

含活潑氫的小分子擴(kuò)鏈劑為乙二胺、乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺中的一種以上。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保自消光的水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，步驟（1）中小分子三元醇化合物和低聚物聚合二元醇在反應(yīng)前需要在115-125℃下，真空除水2-3小時(shí)；

步驟（1）中反應(yīng)溫度為85℃，反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)；

步驟（2）中反應(yīng)溫度為85℃，反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)，降低溫度為40℃；反應(yīng)中和時(shí)間為30分鐘；

步驟（3）中所述的乳化分散轉(zhuǎn)速為2000r/min，第一次乳化擴(kuò)鏈為30分鐘，第二次后擴(kuò)鏈為30分鐘。