[发明专利]用于合成革粘接层的无溶剂水性聚氨酯树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子加工技术领域，尤其是一种用于合成革粘接层的无溶剂水性聚氨酯树脂的制备方法。

背景技术

目前，在国内的合成革生产过程中，主要是以溶剂型的聚氨酯树脂作为生产革品的基本原料，这种类型的PU树脂均以甲苯、二甲苯、丁酮（MEK）和二甲基甲酰胺（DMF）等作为主要溶剂通过溶剂聚合法制得，这些占整个树脂成分60%以上的有机溶剂都是有害物质，对人体造成的伤害是多方面的。

我国合成革行业正处于从传统的溶剂型体系到水性体系的过渡期，在政府部门的大力支持下，许多企业开始转变思路，加大了对水性生态合成革的研发力度，而从源头上杜绝污染，对于PU革行业来讲已经是迫在眉睫，因此，环保型的水性聚氨酯在合成革行业的开发和应用势在必行。

水性聚氨酯材料是当今高分子材料领域的研究热点，目前水性聚氨酯合成过程中或多或少都会添加有机溶剂来解决合成过程中的溶解性问题和降低体系的粘度。二羟甲基丙酸(DMPA)是国内使用较广泛的亲水扩链剂，DMPA熔点高、溶解慢、在多元醇中溶解性差，这就需加入如N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、丙酮等助溶剂，有机溶剂的使用，既增加了成本又污染了环境，因此，完全杜绝有机溶剂，将水性聚氨酯变成真正意义上的环境友好材料显得越来越重要。

例如，专利号为2013103153697的中国发明专利就公开了一种双组分水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法，该种方法制得的双组分水性聚氨酯胶黏剂中还是含有丙酮这种有机溶剂，容易污染环境，环保效果差，并且还增加了生产成本，使用效果较差。

发明内容

本发明针对上述现有技术的缺点，提供一种用于合成革粘接层的无溶剂水性聚氨酯树脂的制备方法，操作简单，选用聚酯多元醇、聚醚多元醇、异氰酸酯、小分子扩链剂、金属催化剂、亲水扩链剂、中和剂、酮亚胺这些原料，在不使用有机溶剂的基础上解决了合成过程中的溶解性问题和粘度问题，采用本发明制备出的无溶剂水性聚氨酯树脂，没有有机溶剂，不会污染环境，环保效果好，生产成本低，满足了人们的需求。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：

这种用于合成革粘接层的无溶剂水性聚氨酯树脂的制备方法，包括如下步骤：

第一步，聚合，先将5份～10份的聚酯多元醇和8份～15份的聚醚多元醇投入到反应器中，在100℃～120℃的温度下真空脱水2小时，在脱水完毕后，降温至40℃～60℃，再将5份～10份的异氰酸酯、1份～3份的小分子扩链剂、0.01份～0.2份的有机金属催化剂加入到反应器中逐步加温到80℃，在反应器80℃下聚合反应2小时，然后再加入1份～3份的亲水扩链剂继续保持80℃反应2小时～4小时，反应完成后在反应器中取样，取样后采用二正丁胺法测定NCO值，当指标合格后将反应器内的温度降至10℃～70℃，然后再向反应器内投入1份～3份的胺进行中和，当中和完毕后，再向反应器内投入0.5份～3份的酮亚胺，混合后即得预聚物；

第二步，乳化，在获得的预聚物中加入50份～70份的去离子水，在反应器中进行高速剪切乳化20分钟～60分钟，采用冰盐水进行循环冷却，在乳化过程中乳化和扩链同时进行，待乳化完成后制得无溶剂水性聚氨酯乳液；

第三步，复配，在制得的乳液中加入1份～3份的交联剂，在反应器中搅拌将交联剂分散均匀，分散均匀后，再加入0.5份～3份的环保型助剂，继续搅拌2小时，搅拌完成后，再检测粘度和固体含量，合格即得无溶剂水性聚氨酯树脂。

进一步的，聚酯多元醇为聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己二酸酯多元醇当中的一种或几种。

进一步的，聚醚多元醇为聚四氢呋喃醚多元醇、环氧乙烷聚醚多元醇、环氧丙烷聚醚多元醇、聚三亚甲基醚二醇当中的一种或几种。

进一步的，异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯当中的一种或几种。

进一步的，小分子扩链剂为乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、山梨醇、二甘醇当中的一种或几种。

进一步的，有机金属催化剂为有机铋、有机锌、有机锆、铋锌合金催化剂当中的一种或几种。

进一步的，亲水扩链剂为二羟甲基丁酸、乙二胺磺酸盐、二羟基磺酸盐当中的一种或几种。

进一步的，酮亚胺为丙酮亚胺、N-苯基丙酮亚胺、N-苯基环己酮亚胺、二乙基酮亚胺当中的一种或几种。