[发明专利]一种水性聚氨酯分散体及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种水性聚氨酯分散体及其制备方法与应用，包括：将多元醇和二异氰酸酯在80～90℃下反应2h，然后加入多元醇扩链剂、亲水扩链剂和催化剂，并在80～85℃下反应2～4h，再加入硅烷偶联剂进行反应，直至‑NCO的含量达到1～3％，从而制得的聚氨酯预聚体；将所述聚氨酯预聚体降温至25～45℃，然后在高速分散机的剪切作用下，加入中和剂，并反应3～5min，从而制得中和后反应液；在高速分散机的剪切作用下，向所述中和后反应液中加入胺类扩链剂与去离子水的混合溶液，并分散20～30min，从而制得水性聚氨酯分散体。本发明不仅稳定性好、附着力优良、成膜通透、光泽度高、耐沾污性显著，而且无毒性、VOC排放量低。

技术领域

本发明涉及高分子材料涂层领域，尤其涉及一种水性聚氨酯分散体及其制备方法与应用。

背景技术

当前市面上使用的皮革涂饰剂全部采用溶剂型聚氨酯，但现有溶剂型聚氨酯的VOC排放量较高、毒性较大。虽有部分有关水性皮革涂饰剂的研究，但其耐水性和耐沾污性能都比不上溶剂型聚氨酯皮革涂饰剂。

发明内容

针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种水性聚氨酯分散体及其制备方法与应用，不仅稳定性好、附着力优良、成膜通透、光泽度高、耐沾污性显著，而且无毒性、VOC排放量低。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种水性聚氨酯分散体的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将多元醇和二异氰酸酯在80～90℃下反应2h，然后加入多元醇扩链剂、亲水扩链剂和催化剂，并在80～85℃下反应2～4h，再加入硅烷偶联剂进行反应，直至-NCO的含量达到1～3％，从而制得的聚氨酯预聚体；

步骤2、将所述聚氨酯预聚体降温至25～45℃，然后在高速分散机的剪切作用下，加入中和剂，并反应3～5min，从而制得中和后反应液；

步骤3、在高速分散机的剪切作用下，向所述中和后反应液中加入胺类扩链剂与去离子水的混合溶液，并分散20～30min，从而制得水性聚氨酯分散体。

其中，各原料的质量份之比为：

优选地，在步骤1中，将多元醇和二异氰酸酯在80～90℃下反应2h，然后加入多元醇扩链剂、亲水扩链剂、催化剂和丙酮，并在80～85℃下反应2～4h，再加入硅烷偶联剂进行反应，直至-NCO的含量达到1～3％，从而制得的聚氨酯预聚体。

优选地，在步骤2中，将所述聚氨酯预聚体降温至25～45℃，向所述聚氨酯预聚体中加入占所述聚氨酯预聚体总质量40％的丙酮，然后在高速分散机的剪切作用下，加入中和剂，并反应3～5min，从而制得中和后反应液。

优选地，在步骤3中，在高速分散机的剪切作用下，向所述中和后反应液中加入胺类扩链剂与去离子水的混合溶液，并分散20～30min，再采用真空减压方法脱除丙酮，从而制得水性聚氨酯分散体。

优选地，所述的多元醇采用聚己二酸-1,3丁二醇酯二醇、聚己二酸-2-甲基-1,3丁二醇酯二醇、聚己二酸-1,4丁二醇酯二醇、聚己二酸二乙二醇酯二醇、聚己二酸丙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇、聚己内酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚二甲基硅氧烷、聚丙二醇、双端羟基聚醚改性硅油中的至少一种，并且所述多元醇的数均分子量为1000～4000。

优选地，所述的二异氰酸酯采用异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯中的至少一种。

优选地，所述的多元醇扩链剂采用三羟甲基丙烷、二甘醇、1,4-丁二醇、1,4-环己二甲醇中的至少一种。

优选地，所述的亲水扩链剂采用二羟甲基丁酸、二羟甲基丙酸、乙二胺基乙磺酸钠中的至少一种。