[发明专利]可降解水性聚氨酯乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料合成及制备方法技术领域，具体涉及一种可降解水性聚氨酯乳液，本发明还涉及上述可降解水性聚氨酯乳液的制备方法。

背景技术

水性聚氨酯以水作为分散介质，具有无毒害剂环保的优点。近年来，随着人们对环境保护意识的日益加深，使水性聚氨酯在各个行业得以广泛应用。

目前，国内企业通常采用聚醚二醇为软段材料制备水性聚氨酯，由于聚醚二醇的醚基对微生物有颇大的抵抗性，使聚醚型聚氨酯的降解性受到制约。较醚键而言，酯键易被微生物分解，所以聚酯型聚氨酯具有一定的降解性，且聚酯型聚氨酯涂膜的硬度及粘附力优于聚醚型聚氨酯，但酯键易水解，使得聚酯型水性聚氨酯的耐水性较差。因此，开发具有较好耐水性的可降解水性聚氨酯具有现实意义。

目前，国内的聚氨酯领域工作者对可降解水性聚氨酯做了一定的研究工作并给与了报道。其中，公开号为：CN102993397A，发明名称为：一种制备透明可降解聚氨酯的方法，方法是采用碳酸丙烯酯与二元胺开环反应生成的含氨基甲酸酯的小分子量二元醇作为扩链剂，与多元醇和多异氰酸酯进行反应生成具有可降解、透明特征的聚氨酯；另外，公开号为：CN102675581A，发明名称为：树皮粉、木质素液化改性制备可降解聚氨酯泡沫塑料的方法，采用树皮粉及木质素液化改性产物取代部分聚醚多元醇制备可降解塑料泡沫。但是，还未见采用聚酯多元醇及其部分取代聚醚多元醇作为聚氨酯的软段材料，结合硅油为改性剂，制备耐水性较佳的可降解水性聚氨酯的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可降解水性聚氨酯乳液，可降解水性聚氨酯乳液不仅存储稳定性好，而且其涂膜具有良好的生物降解性。

本发明的另一目的在于提供上述可降解水性聚氨酯乳液的制备方法。

本发明所采用的第一种技术方案是，可降解水性聚氨酯乳液，按质量百分比由以下原料组成：

聚酯二元醇5.50%～14.00%，聚醚二元醇0～9.00%，二异氰酸酯4.00%～6.50%，催化剂0.02%～0.04%，扩链剂0.90%～1.20%，有机溶剂7.00%～11.00%，硅油6.00%～10.00%，中和剂0.70%～0.90%，去离子水56.00%～63.00%，以上组分的含量总和为100%。

本发明采用的第一种技术方案的特点还在于：

聚酯二元醇为二元酸聚酯二元醇、聚碳酸亚丙酯多元醇、聚碳酸酯二元醇、聚己内酯二元醇中的一种；

聚醚二元醇为丙二醇聚醚二醇、聚四氢呋喃醚二醇中的一种；

二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、4，4‵-二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种；

催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的一种；

扩链剂为阴离子型亲水扩链剂二羟甲基丙酸；

有机溶剂为丙酮、N甲基吡咯烷酮或异丙醇中的一种；

硅油为含有氨基或含亚氨基的聚硅氧烷硅油中的一种，氨基硅油或嵌段聚醚硅油；

中和剂为三乙胺。

本发明所采用的第二种技术方案是，可降解水性聚氨酯的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、称取原料：

按质量百分比分别称取以下原材料：

聚酯二元醇5.50%～14.00%，聚醚二元醇0～9.00%，二异氰酸酯4.00%～6.50%，催化剂0.02%～0.04%，扩链剂0.90%～1.20%，有机溶剂7.00%～11.00%，硅油6.00%～10.00%，中和剂0.70%～0.90%，去离子水56.00%～63.00%，以上组分的含量总和为100%；

步骤2、先利用步骤1中称取的聚酯二元醇、聚醚二元醇制备出前驱体A或前驱体B，再将前驱体A或前驱体B加入到连接有搅拌装置的反应容器中进行抽真空脱水处理，然后将步骤1中称取的二异氰酸酯和催化剂一起加入脱水后的前驱体A或前驱体B中得到初聚体，最后将初聚体与步骤1中称取的扩链剂混合，制备出聚氨酯预聚体；

步骤3、将步骤1中称取的有机溶剂和硅油加入到步骤2中制备出的聚氨酯预聚体中，得到硅油改性聚氨酯：

步骤4、将步骤1中称取的中和剂加入步骤3制备出的硅油改性聚氨酯中，经乳化作用，制备得到可降解水性聚氨酯乳液。

本发明第二种技术方案的特点还在于：

步骤2具体按照以下步骤实施：

步骤2.1、利用步骤1中称取的聚酯二元醇、聚醚二元醇制备前驱体A或前驱体B，具体按照以下方法实施：

直接将步骤1中称取的聚酯二元醇作为前驱体A；