[發明專利]一種單組分水性聚氨酯乳液及其制備方法

在審

• 申請號: 202110140964.6
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112940215A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 丁建萍;張志成;郝海賓;宿鵬
• 申請（專利權）人: 新疆藍山屯河高端新材料工程技術研究中心（有限公司）;新疆藍山屯河化工股份有限公司
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/48;C08G18/34;C08G18/32;C08G18/76;C09D175/08;C09D7/65;C09J175/08;C09J11/08;C09D11/102;C09D11/03
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙琪

本發明提供了一種單組分水性聚氨酯乳液及其制備方法和應用，屬于水型乳液技術領域。本發明提供了一種單組分水性聚氨酯乳液，由包括以下質量百分含量的組分制得：水55～63％、聚四氫呋喃10～20％、4,4'?二苯甲撐基異氰酸酯10～12％、第一擴鏈劑2.5～3％、親水擴鏈劑4～4.7％、有機硅樹脂1～4.5％、中和劑2.8～3％和消泡劑0.5～0.6％，所述第一擴鏈劑為多元醇類擴鏈劑或多元胺類擴鏈劑。本發明通過使用親水擴鏈劑以及控制親水擴鏈劑的用量，使水性聚氨酯乳液的分散穩定性更好，耐水性更佳；通過添加一定比例的有機硅樹脂，使單組分水性聚氨酯乳液的附著力明顯提升，達到劃格實驗一級以上。

技術領域

本發明涉及水型乳液技術領域，尤其涉及一種單組分水性聚氨酯乳液及其制備方法。

背景技術

隨著社會經濟活動的持續進行對空氣，土壤帶來的污染，而導致的人與環境的關系帶來一定的影響，以往的含有溶劑型乳液、涂料、膠黏劑等材料對環境的迫害已不言而喻。環境污染治理得到了關注。為了保證人們所呼吸的空氣、食入的食品安全健康的基本需求，減少溶劑對環境的迫害，提高空氣及環境的質量，水型乳液能夠滿足以上社會要求。

聚醚型單組分水性聚氨酯(WPU)彈性優良，成膜性好，具有非常優異的耐低溫性，質地柔軟，應用領域廣。聚醚型單組分水性聚氨酯是由聚四氫呋喃(PTMEG)為軟段、4,4'-二苯甲撐基異氰酸酯(MDI)、常規擴鏈劑、親水擴鏈劑、中和劑等單體通過乳液聚合而成的一種聚醚型聚氨酯，有著長亞甲基鏈的柔順性，又有芳環的韌性。

現有技術中的單組分聚氨酯的固含量均在32～35％，附著力(測試方法為劃格實驗)都未達到1級，基本處于2～3級，存在著固含量和附著力等級低的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種單組分水性聚氨酯乳液及其制備方法。本發明提供的單組分水性聚氨酯乳液具有較高的固含量和附著力等級。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種單組分水性聚氨酯乳液，由包括以下質量百分含量的組分制得：

水55～63％、聚四氫呋喃10～20％、4,4'-二苯甲撐基異氰酸酯10～12％、第一擴鏈劑2.5～3％、親水擴鏈劑4～4.7％、有機硅樹脂1～4.5％、中和劑2.8～3％和消泡劑0.5～0.6％，所述第一擴鏈劑為多元醇類擴鏈劑或多元胺類擴鏈劑。

優選地，所述親水擴鏈劑為磺酸類擴鏈劑或羧酸類擴鏈劑。

優選地，所述羧酸類擴鏈劑為2,2-二羥甲基丙酸和/或2,2-二羥甲基丁酸。

優選地，所述多元醇類擴鏈劑包括1,4丁二醇、乙二醇、聚乙二醇、三羥甲基丙烷、甘油和季戊四醇中的一種或多種。

優選地，所述多元胺類擴鏈劑包括3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷、乙二胺和N,N-二羥基(二異丙基)苯胺中的一種或多種。

優選地，所述有機硅樹脂為乙烯基MQ硅樹脂或三甲基硅烷氧基硅酸酯。

本發明還提供了上述技術方案所述的單組分水性聚氨酯乳液的制備方法，包括以下步驟：

將聚四氫呋喃醚二醇、4,4'-二苯甲撐基異氰酸酯和親水擴鏈劑混合，進行加成反應，得到加成產物；

將所述加成產物、第一擴鏈劑和有機硅樹脂混合，進行擴鏈反應，得到擴鏈產物；

將所述擴鏈產物、中和劑和消泡劑混合，加入水進行乳化，得到所述單組分水性聚氨酯乳液。

優選地，所述加成反應的溫度為60～80℃，時間為3～5h。

優選地，所述乳化的溫度為4～10℃。