[發明專利]一種高溫耐黃變非離子型水性聚氨酯及其制備方法

在審

• 申請號: 202111520242.X
• 申請日: 2021-12-13
• 公開（公告）號: CN114133503A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 陳飛;李俊鋒;呼延辰熙
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C08G18/12
• 分類號: C08G18/12;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/44;C08G18/42;C08G18/32;C08G18/75;C08K5/1575;C08K5/134;C08K5/372
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發明公開了一種高溫耐黃變非離子型水性聚氨酯及其制備方法，將多元醇、非離子親水試劑以及抗氧化劑脫水后，加入二異氰酸酯在70～90℃進行聚合反應3～5h，得到預聚反應物1；在預聚反應物1中加入小分子擴鏈劑和催化劑，在70～90℃下進行擴鏈反應0.5～1h，得到預聚反應物2；向預聚反應物2中加入稀釋劑降低粘度，剪切后加水乳化，得到預聚體乳液；向預聚體乳液加入后擴鏈劑，進行后擴鏈反應，得到高溫耐黃變非離子型水性聚氨酯。本發明可制備得高溫下耐黃變的非離子水性聚氨酯，在高溫下耐黃變性能夠達到要求。

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，特別涉及一種高溫耐黃變非離子型水性聚氨酯及其制備方法。

背景技術

聚氨酯是一種高性能聚合物，由于具有剛性和柔性鏈段結構，而被廣泛運用于各行各業。聚氨酯的主要結構是氨基甲酸酯，但是聚合物分子內部還具有醚鍵(-O-)、酯鍵(-COO-)、脲鍵(-NH-CO-NH-)和碳酸酯鍵(-O-COO-)等。因此這些結構可以調整聚氨酯整體的性能，使得聚氨酯材料具有優異的耐化學性、耐水解性、柔韌性和力學性能等使得其用途越來越廣。

水性聚氨酯(WPU)以水為分散介質，具有不易燃、低VOC排放、低生產成本和用途廣等優點，因此其研制和生產受到世界各國的關注。由于水性聚氨酯于金屬、木材、混凝土、塑料等各種物品貼合現，并且具有優異的力學性能，已廣泛地應用于涂料、膠黏劑、皮革、油墨、玻纖等行業。水性聚氨酯依親水性基團的電荷性質可分為三大類：陰離子型、陽離子型和非離子型。非離子型聚氨酯通過親水基團與水分子的“締合”以及位阻效應形成平衡的斥力，使得聚合物分子穩定分散在水相中，因此在外加酸、堿、鹽等離子化合物時，仍然具有極佳的穩定性，這樣更便于浸潤劑的配制。但是非離子型水性聚氨酯受在高溫環境下成膜易發生黃變，影響其推廣和應用。

現有技術主要是針對陰/陽離子水性聚氨酯由于紫外光照射的黃變問題給出了解決方案,但是對于非離子型水性聚氨酯在高溫下產生的黃變問題未見報道。因此，目前急需解決非離子型水性聚氨酯在高溫下產生的黃變問題以進一步擴展水性聚氨酯的應用范圍。

發明內容

為克服現有技術中的問題，本發明的目的是提供一種高溫耐黃變非離子型水性聚氨酯及其制備方法，該方法制備得到的非離子水性聚氨酯在高溫下具有良好的耐黃變性能。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種高溫耐黃變非離子型水性聚氨酯的制備方法，包括以下步驟：

(1)將多元醇、非離子親水試劑以及抗氧化劑脫水后，加入二異氰酸酯在70～90℃進行聚合反應3～5h，得到預聚反應物1；

(2)在預聚反應物1中加入小分子擴鏈劑和催化劑，在70～90℃下進行擴鏈反應0.5～1h，得到預聚反應物2；

(3)向預聚反應物2中加入稀釋劑降低粘度，剪切后加水乳化，得到預聚體乳液；

(4)向預聚體乳液加入后擴鏈劑，進行后擴鏈反應，得到高溫耐黃變非離子型水性聚氨酯。

進一步的，步驟(1)中，所述多元醇為聚醚多元醇和/或聚酯多元醇；所述的抗氧化劑為阻酚類抗氧化劑和/或硫代酯類抗氧化劑；所述的二異氰酸酯為脂肪族二異氰酸酯。

進一步的，聚醚多元醇為分子量為1000-4000的聚四氫呋喃二醇、分子量為1000-3000的聚丙二醇中的任意一種或兩種以上；聚酯多元醇為分子量為1000-3000的聚碳酸酯二元醇、分子量為1000-3000的聚已內酯二元醇中的一種或兩種；

阻酚類抗氧化劑為抗氧化劑GA80、抗氧劑1010和抗氧劑245中的至少一種；硫代酯類抗氧化劑為抗氧化劑DLTP與抗氧化劑DSTP中的至少一種；

脂肪族二異氰酸酯為異佛二酮二異氰酸酯IPDI、六亞甲級二異氰酸酯HDI與氫化二苯基甲烷二異氰酸酯HMDI中的至少一種。