[發明專利]一種新型復合離子無溶劑水性聚氨酯及其制備方法

在審

• 申請號: 202010170414.4
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111171272A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 寧繼鑫;石元昌;陳國文;陳玉國;劉婭林;徐旭東;趙繼光;鄭萍;高云峰
• 申請（專利權）人: 山東天慶科技發展有限公司
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/40;C08G18/32
• 代理公司: 濟南尚本知識產權代理事務所(普通合伙) 37307
• 代理人: 楊寶根

一種新型復合離子無溶劑水性聚氨酯及其制備方法，屬于水性聚氨酯制備領域，包括如下重量份數的組分：二異氰酸酯50?200份，二元醇150?350份，小分子擴鏈劑1?20份，非離子親水擴鏈劑10?45份，陽離子封端劑1?20份，氨基磺酸鹽親水擴鏈劑3?20份，去離子水400?1200份。本發明的優點是：（1）本發明從源頭徹底消除了有機污染，節約了有機溶劑資源，消除了安全隱患，改善了勞動者就業環境；（2）縮減了生產工藝，無重金屬污染，降低了生產成本；（3）同時引入非離子和磺酸鹽基團，具有更高的耐電解質性能，與其他材料配伍性佳，適用領域更廣；（4）同時引入陰、陽離子，利于樹脂干燥過程中的粒子間融合，具有更高的力學性能。

技術領域

本發明屬于水性聚氨酯制備領域，具體地說是一種新型復合離子無溶劑水性聚氨酯及其制備方法。

背景技術

水性聚氨酯由于特殊的分子結構及聚集狀態結構具有成膜性能好、熱、力學性能優良、耐水、耐寒、耐曲折等特點被廣泛用于紡織印染、皮革加工、涂料、粘合劑、建筑等領域。

現有技術中，水性聚氨酯的制備主要分為兩個階段，首先制備具有親水性預聚體，然后中和乳化制備水性聚氨酯，第一階段，為使親水擴鏈劑二羥甲基丙酸(DMPA)溶解于預聚體中，通常需要加入大量有機溶劑，得到產物后再用減壓蒸餾的方法除去有機溶劑，此種方法的缺點是消耗大量有機溶劑和能源，對環境造成一定污染；另外為了提高親水擴鏈劑與預聚體的相容性，常采用低熔點高成本的的二羥甲基丁酸(DMBA)，這勢必提高生產成本；采用羧酸型親水擴鏈劑通常采用易燃易爆高揮發性有機胺類中和劑，既不利于安全生產，也不利于勞動者及消費者的人身健康；羧酸型陰離子水性聚氨酯與電解質材料(酸、堿、鹽)配伍性差，應用領域受限。

專利CN108530600A提供了一種無溶劑水性聚氨酯樹脂的制備方法，其中親水擴鏈劑采用二羥甲基丁酸，合成過程中不用有機溶劑，一定程度上縮短了反應時間，但是提高了生產成本，同時采用有機胺類中和劑，增加了生產和使用風險；另外，所制備的樹脂與陽離子材料配伍性差。

專利CN109096468A提供了一種無溶劑水性聚氨酯樹脂的制備方法，親水擴鏈劑采用二羥甲基異戊酸和非離子親水擴鏈劑，制備過程中不使用有機溶劑，以水作為分散介質，屬于清潔生產，但是采用有機胺類中和劑，增加了生產和使用風險，同時對消費者和環境造成負面影響。另外，所制備的樹脂與陽離子材料配伍使用時易出現絮凝。

發明內容

本發明提供一種新型復合離子無溶劑水性聚氨酯，用以解決現有技術中的缺陷。

本發明通過以下技術方案予以實現：

一種新型復合離子無溶劑水性聚氨酯，包括如下重量份數的組分：

二異氰酸酯50-200份，二元醇150-350份，小分子擴鏈劑1-20份，非離子親水擴鏈劑10-45份，陽離子封端劑1-20份，氨基磺酸鹽親水擴鏈劑 3-20份，去離子水400-1200份。

如上所述的一種新型復合離子無溶劑水性聚氨酯，所述的二異氰酸酯為六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、苯亞甲基二異氰酸酯、1,5-奈二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯中的任意一種或任意兩種以上以任意比例混合的混合物。

如上所述的一種新型復合離子無溶劑水性聚氨酯，所述的二元醇為聚四氫呋喃二元醇、聚酯二元醇、聚丙二醇中的任意一種或任意兩種以上以任意比例混合的混合物。

如上所述的一種新型復合離子無溶劑水性聚氨酯，所述的二元醇數均分子量為400-4000。

如上所述的一種新型復合離子無溶劑水性聚氨酯，所述的小分子擴鏈劑為乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、1,8-辛二醇、環己基甲二醇、氫醌羥乙基醚、三甲基戊二醇任意一種或任意兩種以上以任意比例混合的混合物。