[發明專利]一種可反應性水性聚氨酯的制備方法

在審

• 申請號: 202011453495.5
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112661933A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 廖學明;王朝旭;賈佩萱;李革;廖顯成;羅運
• 申請（專利權）人: 武漢弘毅共聚新材料科技有限公司
• 主分類號: C08G18/80
• 分類號: C08G18/80;C08G18/08;C08G18/12;C08G18/34;C08G18/32;C08G18/42;C09D175/06
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 楊宏偉

1.一種可反應性水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟1、向盛有離子液體的反應容器中加入有機錫催化劑、親水性單體及低聚物多元醇，在70-90℃下攪拌混合均勻；

步驟2、將反應體系溫度降至室溫，加入芳香族二異氰酸酯，在室溫下攪拌，預聚反應1-2小時；

步驟3、升溫至60-80℃保溫反應3-5小時；

步驟4、將反應體系溫度降至30-40℃，加入低相對分子質量的擴鏈劑進行擴鏈反應，保溫反應1-3小時；

步驟5、升溫至50-70℃，加入官能度不低于2的活性單體作為封端劑進行封端反應，保溫反應1-2小時；

步驟6、降溫至30-50℃，加入有有機堿中和劑中和反應0.5-1小時，pH值維持在7-9之間；

步驟7、升溫至50-70℃，滴加純凈水，強力分散，得到以活性官能團封端的聚氨酯水分散體；

步驟8、降溫至室溫，加入含封閉型固化劑的水溶液，得到一種可反應性水性聚氨酯。

2.如權利要求1所述可反應性水性聚氨酯的制備方法，其特征在于：所述制備方法中反應的原材料及助劑用量按重量分數計(wt.％)，各組分含量為：

3.如權利要求1所述可反應性水性聚氨酯的制備方法，其特征在于：所述離子液體是在室溫或接近室溫下呈液態的有機熔融鹽；所述有機熔融鹽是由有機陽離子和有機或無機陰離子構成：陽離子包括1，3-二烴基咪唑，烷基銨、烷基磷和烷基吡啶；陰離子包括ALCl₄^-、BF₄^-、PF₆^-、NO₃^-、ClO₄^-、CF₃COO^-、CF₃SO₃^-、CH₃COO^-。

4.如權利要求1所述可反應性水性聚氨酯的制備方法，其特征在于：步驟1中，所述低聚物多元醇是在使用前經過脫水預處理的單體，脫水處理的溫度在100℃～140℃，真空度在0.098-0.1MPa，時間在1～3小時。

5.如權利要求1所述可反應性水性聚氨酯的制備方法，其特征在于：所述低聚物多元醇為數均分子量在500-2000范圍內的苯酐聚酯多元醇、聚酯多元醇、聚己內酯多元醇和聚乳酸多元醇中的任意一種或多種的混合物。

6.如權利要求1所述可反應性水性聚氨酯的制備方法，其特征在于：所述親水性單體的分子結構中親水基團包括羧基和羥基。

7.如權利要求1所述可反應性水性聚氨酯的制備方法，其特征在于：所述芳香族二異氰酸酯，包括限于2，4-甲苯二異氰酸酯、2，6-甲苯二異氰酸酯和4，4′-二苯甲烷二異氰酸酯中的任意一種或多種的混合物。

8.如權利要求1所述可反應性水性聚氨酯的制備方法，其特征在于：所述有機錫類催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、二(十二烷基硫)二丁基錫和二醋酸二丁基錫中的任意一種或兩種的混合物。

9.如權利要求1所述可反應性水性聚氨酯的制備方法，其特征在于：所述擴鏈劑為小分子二元醇，包括但不限于乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇或二乙醇胺中的任意一種或多種的混合物；所述封端劑為丙三醇(甘油)、季戊四醇、三羥甲基丙烷、環氧丙醇、二乙醇胺、三乙醇胺中的任意一種；所述封閉型固化劑是一類在高溫下可以解離成異氰酸酯二聚體或三聚體，能與聚氨酯預聚體的端羥基或含活性氫發生外交聯反應的化合物；所述有機堿中和劑為胺類化合物，如三乙胺(TEA)、二乙醇胺或三乙醇胺中的任意一種。

10.一種可反應性水性聚氨酯，其特征在于：采用權利要求1-9任意一項所述制備方法制備，所制得的可反應性水性聚氨酯的預聚體結構通式如下：

上述結構式中，粗實線表示硬段，波浪線表示軟段，和均為含一個或者多個羥基的封端官能團，為及中的任意一種，也為及中的任意一種，其中A為H或者OH，B也為H或者OH，R₁為C或者N。