[发明专利]一种超支化羟基聚合物、包含该聚合物的水性聚氨酯分散液及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种水性聚氨酯分散液，其特征在于：所述聚氨酯分子结构中包含经乙酰乙酸基团修饰的超支化羟基聚合物；所述经乙酰乙酸基团修饰的超支化羟基聚合物，具有如式(I)所示结构：

式中，为超支化羟基聚合物骨架分子；R选自C₁-C₁₀的取代或者是非取代的烷基、C₁-C₁₀的取代或者是非取代的环烷基，以及它们之间的组合；3≦x+y≦超支化羟基聚合物的总官能团数目，x、y为自然数，1≦x≦8；所述超支化羟基聚合物的羟基值≧160mgKOH/g；

所述聚氨酯具有如式(II)所示结构：

式(II)中，为超支化羟基聚合物骨架分子；m、n、y、z为自然数；3≦m+n+y≦80；R以及R¹-R⁵为独立选自C₁-C₁₀的取代或者是非取代的烷基、C₁-C₁₀的取代或者是非取代的环烷基，以及它们之间的组合。

2.根据权利要求1所述的一种水性聚氨酯分散液，其特征在于：所述分散液的固含量介于20％至60％。

3.如权利要求1-2任一所述的水性聚氨酯分散液的制备方法，其特征在于：将经乙酰乙酸基团修饰的超支化羟基聚合物加入反应容器中，再加入多元醇、水分散提高剂、催化剂、异氰酸酯，搅拌下进行反应得到含有经乙酰乙酸基团修饰的超支化羟基聚合物的聚氨酯预聚物，再经过碱性中和剂中和，水分散和扩链，得到含有经乙酰乙酸基团修饰的超支化羟基聚合物的聚氨酯作为分散相的水性聚氨酯分散液。

4.根据权利要求3所述的水性聚氨酯分散液的制备方法，其特征在于：所述经乙酰乙酸基团修饰的超支化羟基聚合物与多元醇按照羟基摩尔当量为0.1-1：1的比例反应。

5.根据权利要求3所述的水性聚氨酯分散液的制备方法，其特征在于：所述经乙酰乙酸基团修饰的超支化羟基聚合物与多元醇按照羟基摩尔当量为0.2-0.5：1的比例反应。

6.根据权利要求3所述的水性聚氨酯分散液的制备方法，其特征在于：所述多元醇选自聚醚二醇、聚酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚缩醛二醇、聚酯酰胺二醇、聚丙烯酸二醇、聚硫醚二醇或多官能二元醇；所述多元醇的分子量介于400至4000之间。

7.根据权利要求3所述的水性聚氨酯分散液的制备方法，其特征在于：所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、三乙酰丙酮铁或辛酸亚锡。

8.根据权利要求3所述的水性聚氨酯分散液的制备方法，其特征在于：所述水分散提高剂选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸或酒石酸。

9.根据权利要求3所述的水性聚氨酯分散液的制备方法，其特征在于：所述异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、己二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、三甲基己二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或苯二亚甲基二异氰酸酯以及不同二异氰酸酯之间的组合。

10.根据权利要求3所述的水性聚氨酯分散液的制备方法，其特征在于：用碱性中和剂调节至碱性；所述碱性中和剂选自分子量小于400的三级胺，包括三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、N,N-二甲基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、三甲醇胺、N,N-二甲基异丙醇胺、N-甲基二异丙醇胺、三异丙醇胺、N-甲基吗啡啉、N-乙基吗啡啉以及不同中和剂之间的组合。

11.根据权利要求3所述的水性聚氨酯分散液的制备方法，其特征在于：制备过程中不使用有机溶剂。

12.根据权利要求3所述的水性聚氨酯分散液的制备方法，其特征在于：在反应起始步骤中可使用质量分数为0到10％的有机溶剂；所述有机溶剂包括丙酮、丁酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、二甲亚砜、丙二醇单甲醚乙酸酯和二丙二醇二甲醚。