[发明专利]以异氰脲酸酯为核的超支化水性聚氨酯及其制备方法

权利要求书

1.以异氰脲酸酯为核的超支化水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：

由以下步骤实现：

步骤一：端羟基超支化聚（异氰脲酸酯-酯）的合成：

首先将13.1g三-（2-羟乙基）异氰脲酸酯溶解在2～10g的N,N-二甲基甲酰胺中，加入以三-（2-羟乙基）异氰脲酸酯与二羟甲基丙酸的总质量为基准1%～5%的催化剂和以三-（2-羟乙基）异氰脲酸酯与二羟甲基丙酸的总质量为基准30%～110%的带水剂，按照三-（2-羟乙基）异氰脲酸酯与二羟甲基丙酸的摩尔比为1：（3.0～4.0）的量滴加溶解在20.0～100.0g丙酮中的二羟甲基丙酸，于100℃～140℃反应4～12h，得到端羟基超支化聚（异氰脲酸酯-酯）G₁（OH）₆的粗产品；

再将粗产品经二氯甲烷溶解、乙醚洗涤、旋转蒸发除去溶剂，即得到提纯后的一代端羟基超支化聚（异氰脲酸酯-酯）G₁（OH）₆；

以一代端羟基超支化聚（异氰脲酸酯-酯）G₁（OH）₆为核，与二羟甲基丙酸按照1：（6～7）的摩尔比例得到二代端羟基超支化聚（异氰脲酸酯-酯）G₁（OH）₁₂；以此类推，得到不同代数的端羟基超支化聚（异氰脲酸酯-酯）；

步骤二：水性聚氨酯预聚体的合成：

将二异氰酸酯与低聚物二元醇混合，二异氰酸酯与低聚物二元醇的摩尔比为（2.5～6）：1，于70～90℃反应1～3h，再加入以二异氰酸酯与低聚物二元醇的总质量为基准3.0%～6.0%的含亲水基团的二元醇和以二异氰酸酯与低聚物二元醇的总质量为基准1.0%～1.8%的小分子扩链剂，于75～90℃反应2～3h，最后加入以二异氰酸酯与低聚物二元醇的总质量为基准0.5%～2.5%的无水乙醇对二异氰酸酯基进行部分封端反应，于60～80℃反应0.5～3.0h，得到水性聚氨酯预聚体；

步骤三：以异氰脲酸酯为核的超支化水性聚氨酯的合成：

将步骤一得到的端羟基超支化聚（异氰脲酸酯-酯）溶解于溶剂中，与步骤二得到的水性聚氨酯预聚体于40～90℃反应2～6h，控制反应体系中NCO/OH摩尔比为1.2~1.7，最后通过成盐中和，乳化分散制备得到具有核-壳结构的以异氰脲酸酯为核的超支化水性聚氨酯。

2.根据权利要求1所述的以异氰脲酸酯为核的超支化水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：

步骤一中，催化剂选自对甲苯磺酸、磷酸浓硫酸、浓盐酸、钛酸四丁酯。

3.根据权利要求1所述的以异氰脲酸酯为核的超支化水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：

步骤一中，带水剂选自甲苯、苯、环己烷。

4.根据权利要求1所述的以异氰脲酸酯为核的超支化水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：

步骤二中，二异氰酸酯选自4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯。

5.根据权利要求1所述的以异氰脲酸酯为核的超支化水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：

步骤二中，低聚物二元醇选自聚四氢呋喃、聚丙二醇、聚乙二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己内酯二醇、聚己二酸1，4-丁二醇酯、聚碳酸酯二醇。

6.根据权利要求1所述的以异氰脲酸酯为核的超支化水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：

步骤二中，含亲水基团的二元醇选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、N，N-二羟基单马来酰胺酸、酒石酸。

7.根据权利要求1所述的以异氰脲酸酯为核的超支化水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：

步骤二中，小分子扩链剂选自1,4-丁二醇、1,6-己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、山梨醇、二乙氨基乙醇。

8.根据权利要求1所述的以异氰脲酸酯为核的超支化水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：

步骤三中，溶剂选自丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺。

9.根据权利要求1所述的以异氰脲酸酯为核的超支化水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：

步骤三中，成盐剂选自三乙胺、氨水、氢氧化钠，成盐剂占水性聚氨酯预聚体中羧基总物质的量的90％～100％。

10.如权利要求1所述的以异氰脲酸酯为核的超支化水性聚氨酯的制备方法制得的超支化水性聚氨酯。