[發明專利]一種陰非離子水性聚氨酯的制備方法

在審

• 申請號: 202110427897.6
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113336918A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 杜鵬飛
• 申請（專利權）人: 福建師范大學泉港石化研究院
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/10;C08G18/83;C08G65/28
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本發明公開了一種陰非離子水性聚氨酯的制備方法，屬于聚氨酯材料技術領域，包括以下制備流程：步驟S1：以聚酯多元醇為原料，插入式酯基丙氧基化為催化劑，通過催化反應制備聚醚酯多元醇；步驟S2：取一定量由步驟S1所制備的聚醚酯多元醇于純凈的化學反應容器中，并在其中加入二異氰酸酯化合物，經反應后制備端基為異氰酸酯的聚氨酯預聚物。本發明中，通過對聚酯多元醇改性，解決了當前可修復聚氨酯材料的無溶劑合成僅能使用低粘度的聚醚多元醇的局限性，使得結晶性強的聚酯多元醇通過改性也可以應用在聚氨酯材料的無溶劑合成過程中，有效避免了因溫度的提升而增加反應體系發生副反應的可能性。

技術領域

本發明屬于聚氨酯材料技術領域，尤其涉及一種陰非離子水性聚氨酯的制備方法。

背景技術

20世紀60年代以來，溶劑型聚氨酯得到廣泛的使用，包括聚氨酯涂料、膠黏劑等等，溶劑作為聚氨酯樹脂的分散介質大部分為二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯、丙酮以及丁酮，其在聚氨酯樹脂中的含量高達70%，當前，這些有機溶劑還不能完全回收，因此存在易燃易爆、易揮發、氣味大、使用時造成空氣污染，具有或多或少的毒性的缺點，近20多年來，保護地球環境的輿論壓力與日俱增，人們的環保意識不斷增強，我國也逐漸出臺了一些政策，限制溶劑型聚氨酯材料的使用。

因此，無論是從環保方面還是從市場方面，開發無溶劑法制備聚氨酯材料都是未來聚氨酯材料的發展趨勢，當前，無溶劑聚氨酯材料的制備一種是通過快速成型反應，一種是通過將可逆化學鍵引入到聚氨酯材料中進而實現聚氨酯材料的無溶劑過程。

然而，當前通過將可逆化學鍵引入到聚氨酯材料中進而實現聚氨酯材料的無溶劑過程的關鍵問題在于控制聚氨酯預聚物的粘度防止在發生DA反應之前體系粘度提高而致使無溶劑制備過程無法進行，因此，為了保證聚氨酯預聚物的粘度問題，往往采用粘度較小的聚丙二醇多元醇，而對于常溫下容易結晶的聚酯多元醇則需要進一步加熱至一定的溫度方可保證其在反應過程中的流動性問題，而溫度的提升則增加了反應體系發生副反應而形成交聯體系而無法實現無溶劑制備的可能性，因此，現階段市場上亟需一種陰非離子水性聚氨酯的制備方法來解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于：為了解決當前通過將可逆化學鍵引入到聚氨酯材料中進而實現聚氨酯材料的無溶劑過程的關鍵問題在于控制聚氨酯預聚物的粘度防止在發生DA反應之前體系粘度提高而致使無溶劑制備過程無法進行，因此，為了保證聚氨酯預聚物的粘度問題，往往采用粘度較小的聚丙二醇多元醇，而對于常溫下容易結晶的聚酯多元醇則需要進一步加熱至一定的溫度方可保證其在反應過程中的流動性問題，而溫度的提升則增加了反應體系發生副反應而形成交聯體系而無法實現無溶劑制備可能性的問題，而提出的一種陰非離子水性聚氨酯的制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種陰非離子水性聚氨酯的制備方法，包括以下制備流程：

步驟S1：以聚酯多元醇為原料，插入式酯基丙氧基化為催化劑，通過催化反應制備聚醚酯多元醇；

步驟S2：取一定量由步驟S1所制備的聚醚酯多元醇于純凈的化學反應容器中，并在其中加入二異氰酸酯化合物，經反應后制備端基為異氰酸酯的聚氨酯預聚物；

步驟S3：取一定量由步驟S2所制備的端基為異氰酸酯的聚氨酯預聚物于純凈的化學反應容器中，并在其中加入含呋喃環的活潑氫化合物，經反應后制備含呋喃環的聚氨酯預聚物；

步驟S4：取一定量由步驟S3所制備含呋喃環的聚氨酯預聚物于純凈的化學反應容器中，并在其中加入雙馬來酰亞胺化合物，兩者經混合后通過Diels-Alder反應無溶劑制備聚氨酯材料。

作為上述技術方案的進一步描述：

所述步驟S1中聚酯多元醇與插入式丙氧基化制備聚醚酯多元醇的制備方法，其包括以下制備流程：

步驟a1：使聚酯多元醇在真空條件下110℃除水2小時，壓力為110-130Pa；