[发明专利]一种单组分水性聚氨酯乳液及其制备方法

说明书

本发明提供了一种单组分水性聚氨酯乳液及其制备方法和应用，属于水型乳液技术领域。本发明提供了一种单组分水性聚氨酯乳液，由包括以下质量百分含量的组分制得：水55～63％、聚四氢呋喃10～20％、4,4'‑二苯甲撑基异氰酸酯10～12％、第一扩链剂2.5～3％、亲水扩链剂4～4.7％、有机硅树脂1～4.5％、中和剂2.8～3％和消泡剂0.5～0.6％，所述第一扩链剂为多元醇类扩链剂或多元胺类扩链剂。本发明通过使用亲水扩链剂以及控制亲水扩链剂的用量，使水性聚氨酯乳液的分散稳定性更好，耐水性更佳；通过添加一定比例的有机硅树脂，使单组分水性聚氨酯乳液的附着力明显提升，达到划格实验一级以上。

技术领域

本发明涉及水型乳液技术领域，尤其涉及一种单组分水性聚氨酯乳液及其制备方法。

背景技术

随着社会经济活动的持续进行对空气，土壤带来的污染，而导致的人与环境的关系带来一定的影响，以往的含有溶剂型乳液、涂料、胶黏剂等材料对环境的迫害已不言而喻。环境污染治理得到了关注。为了保证人们所呼吸的空气、食入的食品安全健康的基本需求，减少溶剂对环境的迫害，提高空气及环境的质量，水型乳液能够满足以上社会要求。

聚醚型单组分水性聚氨酯(WPU)弹性优良，成膜性好，具有非常优异的耐低温性，质地柔软，应用领域广。聚醚型单组分水性聚氨酯是由聚四氢呋喃(PTMEG)为软段、4,4'-二苯甲撑基异氰酸酯(MDI)、常规扩链剂、亲水扩链剂、中和剂等单体通过乳液聚合而成的一种聚醚型聚氨酯，有着长亚甲基链的柔顺性，又有芳环的韧性。

现有技术中的单组分聚氨酯的固含量均在32～35％，附着力(测试方法为划格实验)都未达到1级，基本处于2～3级，存在着固含量和附着力等级低的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种单组分水性聚氨酯乳液及其制备方法。本发明提供的单组分水性聚氨酯乳液具有较高的固含量和附着力等级。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种单组分水性聚氨酯乳液，由包括以下质量百分含量的组分制得：

水55～63％、聚四氢呋喃10～20％、4,4'-二苯甲撑基异氰酸酯10～12％、第一扩链剂2.5～3％、亲水扩链剂4～4.7％、有机硅树脂1～4.5％、中和剂2.8～3％和消泡剂0.5～0.6％，所述第一扩链剂为多元醇类扩链剂或多元胺类扩链剂。

优选地，所述亲水扩链剂为磺酸类扩链剂或羧酸类扩链剂。

优选地，所述羧酸类扩链剂为2,2-二羟甲基丙酸和/或2,2-二羟甲基丁酸。

优选地，所述多元醇类扩链剂包括1,4丁二醇、乙二醇、聚乙二醇、三羟甲基丙烷、甘油和季戊四醇中的一种或多种。

优选地，所述多元胺类扩链剂包括3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷、乙二胺和N,N-二羟基(二异丙基)苯胺中的一种或多种。

优选地，所述有机硅树脂为乙烯基MQ硅树脂或三甲基硅烷氧基硅酸酯。

本发明还提供了上述技术方案所述的单组分水性聚氨酯乳液的制备方法，包括以下步骤：

将聚四氢呋喃醚二醇、4,4'-二苯甲撑基异氰酸酯和亲水扩链剂混合，进行加成反应，得到加成产物；

将所述加成产物、第一扩链剂和有机硅树脂混合，进行扩链反应，得到扩链产物；

将所述扩链产物、中和剂和消泡剂混合，加入水进行乳化，得到所述单组分水性聚氨酯乳液。

优选地，所述加成反应的温度为60～80℃，时间为3～5h。

优选地，所述乳化的温度为4～10℃。