[发明专利]聚氨酯预聚物及高固含水性聚氨酯树脂的制备方法

权利要求书

1.一种聚氨酯预聚物，其特征是，由分子主链上含有至少一个磺酸钠基团的聚酯多元醇、含双羟基的羧酸、脂肪族二异氰酸酯和混合多元醇制备而成。

2.一种高固含水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征是，采用权利要求1所述的聚氨酯预聚物，步骤如下：

1)分子主链上含有至少一个磺酸钠基团的聚酯多元醇、含双羟基的羧酸和混合多元醇混合脱水后，与脂肪族二异氰酸酯反应，制得聚氨酯预聚物；

2)将步骤1)制得的聚氨酯预聚物进行小分子二元醇封端、中和成盐、乳化后，加入胺扩链剂制得聚氨酯分散液；

3)加热蒸馏，制得水性聚氨酯树脂。

3.如权利要求2所述的一种高固含水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征是，具体步骤如下：

1)氮气保护下，分子主链上含有至少一个磺酸钠基团的聚酯多元醇、含双羟基的羧酸和混合多元醇加热熔化，在110-130℃、真空度0.09-0.1MPa下减压脱水1-2小时；降温至50-60℃，加入N-甲基吡咯烷酮，搅拌均匀后加入脂肪族二异氰酸酯，升温至85-110℃并反应1-3小时，制得聚氨酯预聚物；

2)降温至70℃，加入小分子二元醇封端，反应至达到NCO理论值，得到封端反应物；加入丙酮稀释所制备的封端反应物，并加入三乙胺中和成盐；在高剪切力作用下，加入去离子水进行乳化1-2min，乳化结束后，搅拌下加入胺扩链剂，并继续搅拌5-10min，得到聚氨酯分散液；

3)步骤2)制备的聚氨酯分散液加热至45-55℃，减压脱除上述聚氨酯分散液中的丙酮，得到水性聚氨酯树脂。

4.如权利要求2或3所述的一种高固含水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征是：所述的分子主链上含有至少一个磺酸钠基团的聚酯多元醇为经过磺化的分子量为800-3000的聚富马酸-己二酸-乙二醇、聚富马酸-己二酸-一缩二乙二醇酯多元醇或聚富马酸-己二酸-乙二醇-一缩二乙二醇多元醇；

所述的含双羟基的羧酸为二羟甲基丙酸和二羟甲基丁酸中的一种或两种混合物；

所述的混合多元醇为分子量为500-3000的聚酯多元醇或聚醚多元醇或其混合物；

所述的小分子二元醇选自乙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、1，3-丁二醇、一缩二乙二醇、1，6-己二醇中的一种或几种混合物；

所述的胺扩链剂选自乙二胺、己二胺、哌嗪、2，5-二甲基哌嗪、异佛尔酮二胺、4-4’-二氨基环己基甲烷、1，4-二氨基环己烷、水合肼、己二酸二酰肼中的一种或几种混合物。

5.如权利要求4所述的一种高固含水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征是：

所述的分子主链上含有至少一个磺酸钠集团的聚氨酯多元醇为经过磺化的分子量为1000-2000的聚富马酸-己二酸-乙二醇-一缩二乙二醇酯多元醇；

所述的混合多元醇为分子量为1000-2000的聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇、聚己二酸-1，6-己二醇酯二醇、聚ε-己内酯二醇、聚碳酸酯二醇或聚四氢呋喃醚二醇一种或几种混合物；

所述的脂肪族二异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯的混合物；

所述的小分子二元醇选自选自乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇；

所述的胺扩链剂选自乙二胺、己二胺、哌嗪、2，5-二甲基哌嗪、异佛尔酮二胺。

6.如权利要求5所述的一种高固含水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征是：

所述的分子主链上含有至少一个磺酸钠基团的聚酯多元醇为经过亚硫酸氢钠磺化的分子量为1000-2000的聚富马酸-己二酸-乙二醇-一缩二乙二醇酯多元醇；

所述混合多元醇为聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇和聚四氢呋喃醚二醇的任意比例混合物；

所述的小分子二元醇选自选自1，4-丁二醇；

所述的胺扩链剂选自乙二胺、哌嗪、2，5-二甲基哌嗪、异佛尔酮二胺。

7.如权利要求6所述的一种高固含水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征是：

所述的分子主链上含有至少一个磺酸钠基团的聚酯多元醇为经过亚硫酸氢钠磺化的分子量为1000-2000的聚富马酸-己二酸-乙二醇-一缩二乙二醇酯二元醇；

所述的富马酸-己二酸-乙二醇-一缩二乙二醇酯二元醇的酸值低于0.3mgKOH/g；

所述的胺扩链剂为异佛尔酮二胺。