[发明专利]一种水性聚氨酯乳液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水性聚氨酯乳液及其制备方法，所述水性聚氨酯乳液包括以下质量配比的组分：侧链含有羧基的聚碳酸亚丙酯多元醇120份、二异氰酸酯18～63份、催化剂0.06～0.36份、中和剂12份、丙酮5～20份、去离子水332～460份和扩链剂0.6～1.2份。所述水性聚氨酯乳液通过初步聚合、中和反应、乳化反应和扩链反应生成得到。本发明提供一种水性聚氨酯乳液及其制备方法，环制备得到的水性聚氨酯乳液嵌段均匀，软硬段分布均匀且质量稳定，改进后的制备方法生成过程安全环保，所采用的原料环保且成本低，制备工艺简单，具有实际应用价值。

技术领域

本发明涉及有机高分子材料技术领域，尤其指一种水性聚氨酯乳液及其制备方法。

背景技术

传统溶剂型聚氨酯在合成过程中需要使用大量的有机溶剂，如甲苯、苯、氯代烷等，在生产和应用过程中产生大量的挥发性有机物，不仅易燃易爆、挥发性强，对环境造成污染，而且还很大程度上危害人体健康。随着法律法规的不断完善和环保、安全、低碳意识深入人心，水性聚氨酯可溶于水，可用水替代有机溶剂，减少挥发性有机物，气味小，并广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层、整理剂、皮革涂饰剂等领域，逐步取代溶剂型聚氨酯进入市场应用。

传统水性聚氨酯通常常采用聚酯多元醇或者聚醚型多元醇为主要原料合成。但是由于聚酯多元醇易水解，因此水性聚氨酯基本是以聚醚型多元醇为主，聚醚型水性聚氨酯低温柔顺性好，耐水解，但是聚醚型水性聚氨酯本身强度、硬度低、不耐刮擦、粘结力差，因此实际使用中受到很大的限制。采用聚四氢呋喃、聚碳酸亚乙酯二醇可以得到强度高，耐刮擦以及粘结力好的水性聚氨酯产品，但是产品成本太高，不利于工业化的大规模生产。

一种水性聚碳酸亚丙酯型聚氨酯乳液及其制备方法（申请公布号：CN105482068A）、一种耐黄变的水性聚氨酯乳液及其制备方法（申请公布号：CN105504215A）和一种阻燃型聚氨酯乳液及其制备方法（申请公布号：CN106589300A）公开了一种采用传统工艺制备的基于聚碳酸亚丙酯二元醇为主要原料，和二异氰酸酯以及小分子亲水扩链剂反应而制得一种高强度、高硬度、粘结力高的水性聚氨酯材料。但传统工艺合成水性聚氨酯时，是通过在硬段中引入亲水扩链剂，但是这样会造成最终合成的聚氨酯产品嵌段均匀性差、软硬段分布不均匀以及乳液外观不好等缺点。

针对上述技术问题，提供一种嵌段均匀性好，软硬段分布均匀以及比较好的乳液外观，并且在制备过程中不引入高沸点溶剂，减少低沸点溶剂使用的水性聚氨酯乳液制备方法是目前迫切需要解决的技术问题。

发明内容

本发明创造所要解决的技术问题是针对现有技术制备得到的水性聚氨酯乳液产品嵌段均匀性差，软硬段分布不均匀且乳液外观不好等缺点，提出一种水性聚氨酯乳液的制备方法，所得水性聚氨酯乳液产品嵌段均匀性好，软硬段分布均匀且乳液外观好。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种水性聚氨酯乳液，包括以下质量配比的组分：侧链含有羧基的聚碳酸亚丙酯多元醇120份、二异氰酸酯18～63份、催化剂0.06～0.36份、中和剂12份、丙酮5～20份、去离子水332～460份和扩链剂0.6～1.2份。基于软段含有羧基的聚碳酸亚丙酯多元醇为原料与二异氰酸酯进行反应可得到软硬段分布均匀的水性聚氨酯乳液，且制备过程中没有引入高沸点溶剂，丙酮等低沸点溶剂的使用也大量减少避免在生产和应用过程中产生大量的挥发性有机物，环保安全。

进一步地，包括以下质量配比的组分：侧链含有羧基的聚碳酸亚丙酯多元醇120份、二异氰酸酯30～50份、催化剂0.06～0.36份、中和剂12份、丙酮10～18份、去离子水332～460份和扩链剂0.6～1.2份。基于软段含有羧基的聚碳酸亚丙酯多元醇为原料与二异氰酸酯进行反应可得到软硬段分布均匀的水性聚氨酯乳液，且制备过程中没有引入高沸点溶剂，丙酮等低沸点溶剂的使用也大量减少避免在生产和应用过程中产生大量的挥发性有机物，环保安全。