[发明专利]一种离子-非离子型水性聚氨酯分散体制备方法

说明书

本发明公开了一种离子‑非离子型水性聚氨酯分散体制备方法。现有水性聚氨酯分散体具有配伍性差、耐化学性不足等缺点。本发明先制备纯离子型水性聚氨酯分散体，再利用聚醚二胺通过后扩链方式将非离子亲水基团引入到聚氨酯分子链上，最后经水溶性多元胺后扩链，制备了离子‑非离子型水性聚氨酯分散体；通过后扩链方式将水性聚氨酯分散体的非离子亲水基团通引入到聚氨酯分子链上。本发明制备的离子‑非离子型水性聚氨酯分散体具有好的稳定性、配伍性和耐化学性，同时具有高的力学性能，适于织物、皮革和纸张等多种基材。

技术领域

本发明涉及水性聚氨酯技术领域，具体地说是一种离子-非离子型水性聚氨酯分散体制备方法。

背景技术

聚氨酯材料因其大分子链上含有大量的极性基团及活性反应基团，对多种基材如织物、木材、橡胶、金属、纸张、塑料等都具有良好的作用力，因此聚氨酯材料已被广泛用于涂料、涂饰剂、粘合剂等各个领域。但是，近年来受到各国环保法规和消费者需求的影响，人们越来越关注各种化学品材料的绿色、环保特点。与溶剂型聚氨酯材料相比，水性聚氨酯具有无毒、不污染环境、生产和使用安全等特点。目前水性聚氨酯产品与溶剂型聚氨酯产品相比，存在力学性能不足、耐溶剂性差、耐水性等缺点。

为了提高水性聚氨酯产品的各种性能，在对水性聚氨酯分子的硬段结构、软段结构、交联结构进行各种设计研究之外，更着重于对聚氨酯分子链上亲水基团类型和含量的设计研究，这是因为亲水基团是水性聚氨酯水性化的关键因素，同时也是影响性能的主要因素之一。

专利CN102325816A公开了一种官能化聚氨酯聚脲分散体，其利用异氰酸酯反应性基团将离子型、非离子型亲水基团引入到聚氨酯预聚体分子主链上，再经分散乳化得到了含有环氧官能团的水性聚氨酯聚脲分散体。专利CN102046682A公开了一种亲水聚氨酯涂层，其中所述聚氨酯脲以由聚环氧乙烷与聚环氧丙烷的共聚物单元为链端且含有离子型亲水基团，所用的聚氧乙烯醚非离子亲水化合物在预聚阶段引入到聚氨酯分子链上，之后再经增链、水分散乳化得到亲水聚氨酯涂层。专利CN103703041A描述了一种基于聚酯多元醇的水性聚氨酯聚脲分散体，其亦先将离子型及非离子型亲水基团引入到聚氨酯预聚体分子主链上，再通过水分散乳化得到水性聚氨酯聚脲分散体。专利CN107207693A公开了一种水性聚氨酯分散体，其是至少一种吡咯烷酮的存在下，也是先通过异氰酸酯反应性基团将离子型、非离子型亲水基团引入到聚氨酯预聚体分子主链上，再经后期分散乳化、水溶性二元胺后扩链得到水性聚氨酯分散体。

上述现有水性聚氨酯分散体的离子型和非离子型亲水基团都是先通过异氰酸酯反应性基团引入到聚氨酯预聚体分子主链上，再经水分散乳化最终得到各种性能的水性聚氨酯分散体。利用此种方法制备的水性聚氨酯分散体，尽管在聚氨酯分子主链上引入了一定的非离子亲水基团，但是得到的聚氨酯分散体还是存在着配伍性差、耐溶剂差、性能不足等缺点，特别是纯离子型水性聚氨酯分散体其配伍性、耐化学性明显不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有水性聚氨酯分散体配伍性差、耐化学性不足等缺点，提供一种离子-非离子型水性聚氨酯分散体制备方法，其先制备离子型水性聚氨酯分散体，再经过后扩链方式将非离子亲水基团引入到聚氨酯分子链上，最后经水溶性二元胺后扩链，制备出高分子量、离子-非离子混合型水性聚氨酯分散体；通过后扩链方式引入非离子型亲水基团的水性聚氨酯分散体具有更高的配伍性、稳定性，且水性聚氨酯的分子量相对进一步提高，所得分散体的力学性能亦进一步改善。

为此，本发明采用的技术方案为：一种离子-非离子型水性聚氨酯分散体制备方法，该离子-非离子型水性聚氨酯分散体的非离子亲水基团通过后扩链方式引入到水性聚氨酯分子链上，其步骤包括：

1)制备离子型水性聚氨酯分散体

a)聚合物多元醇中加入多异氰酸酯化合物和催化剂进行聚合反应，反应温度至50-90℃，在该温度下保温反应0.5-3h，催化剂用量为当前反应物质量的0.05-0.5％，催化剂选自：叔胺催化剂或有机金属化合物；