[发明专利]由水性聚酯合成的水性聚氨酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体的说，是由水性聚酯合成的水性聚氨酯及其制备方法。

背景技术

水性聚氨酯由于具有无溶剂无污染而越来越广泛应用于粘结剂，涂层及其他领域。水性聚氨酯的主要合成方法为各种多元醇或胺和多异氰酸酯在亲水单体，主要为二羟甲基丙酸，存在下加成聚合，然后加入碱中和剂，多为三乙胺，然后在水中分散制成。而聚酯为最普遍和最重要的多元醇。

在用聚酯做为多元醇时，由于聚酯自身为疏水性的，当聚酯分子量较大，例如大于5000道尔顿，由其合成的水性聚氨酯不稳定，如果增大亲水单体二羟甲基丙酸用量，可以部分提高溶液稳定性，但当聚酯比例也增加，溶液仍然不稳定。用水溶性或水分散性聚酯，亲水性功能基被均匀的分布在整个聚氨酯高分子链上，从而很容易被分散在水中，其溶液寿命便得到大大提高。

另外，聚氨酯段中的二羟甲基丙酸用量大，二羟甲基丙酸价格较贵。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种由水性聚酯合成的水性聚氨酯及其制备方法，以克服现有生产方法所存在的上述缺点和不足。

本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

作为本发明的第一方面，由水性聚酯合成的水性聚氨酯，其特征在于，按照重量份数计，其配方包括：

原料名称        份

多元醇            30～100，

多元酸            5～60，

聚醇              10～20，

亲水单体          10～20，

溶剂              0～40，

多异氰酸酯        20～40，

碱中和剂          4～10，

水                220～280。

其中，所述多元醇为乙二醇、二乙二醇、1，4-丁二醇、异戊二醇、1，6-环己烷二醇、季戊四醇、三羟甲基乙烷的一种或任意组合。

其中，所述多元醇中包含聚酯0～50份。

进一步，所述聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT的一种或任意组合。

其中，所述多元酸为对-苯二甲酸、间-苯二甲酸、己二酸、苯酐、偏酐、柠檬酸的一种或任意组合。

其中，所述聚醇为聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃、及它们的共聚体。

其中，所述亲水单体是亲水的多酸或多醇或多酯，所述亲水单体为间-苯二甲酸磺酸钠、N-甲基二乙醇胺、醋酸钠、二羟乙基丙酸、偏酐，端羟基聚环氧乙烷的一种或任意组合。

其中，所述溶剂为丙酮、丁酮、环己酮、二甲基甲酰胺及苯、甲苯、二甲苯。

其中，所述多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、甲苯二异氰酸酯TDI(有两种异构体)、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI的一种或任意组合。

其中，所述碱中和剂为乙二胺、三乙胺的一种或任意组合。

其中，所述水为去离子水。

作为本发明的第二方面，由水性聚酯合成的水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，按照重量份数计，包括以下步骤：

(a)在容器，安装搅拌马达、冷凝器及缩合水收集器、氮气管、和温度控制器，然后分别加入多元醇、多元酸、聚醇、亲水单体，升温至180-260℃，反应至酸值小于1；

其中，步骤(a)分二个阶段：

(a1)在容器中安装搅拌马达、冷凝器及缩合水收集器、氮气管、和温度控制器，先加入多元醇升温至240-300℃反应至无固体颗粒，所述多元醇中包含聚酯0～50份；

(a2)然后加入多元酸、聚醇、亲水单体，在180-260℃反应至酸值小于1；

(b)冷却至55℃，根据粘度情况，适量加入部分0～40份溶剂；

(c)滴加多异氰酸酯，反应1小时，加入亲水单体，进行反应；

(d)反应至NCO％达到期望值，加入碱中和剂，倒入60℃的水-碱中和剂的混合溶液；加热除溶剂后，得到透明水性聚氨酯溶液。

其中，所述多元醇为乙二醇、二乙二醇、1，4-丁二醇、异戊二醇、1，6-环己烷二醇、季戊四醇、三羟甲基乙烷的一种或任意组合。

进一步，所述聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT的一种或任意组合。

其中，所述多元酸为对-苯二甲酸、间-苯二甲酸、己二酸、苯酐、偏酐、柠檬酸的一种或任意组合。