[发明专利]一种阴离子型无溶剂水性聚氨酯树脂及其制备方法和用途

说明书

本发明提供一种阴离子型无溶剂水性聚氨酯树脂及其制备方法和用途，该水性聚氨酯树脂包括以下原料组分及重量份：大分子多元醇100‑200份；脂肪族多异氰酸酯40‑80份；二羟甲基丙酸3‑13份；小分子醇类扩链剂1‑5份；小分子胺类扩链剂2‑9份；催化剂0.01‑0.5份；成盐剂2‑10份。本发明水性聚氨酯采用无溶剂工艺合成，缩短了合成时间，合成过程中不添加丙酮等其他溶剂，制得乳液性能优异，稳定，可用于合成革领域。

技术领域

本发明涉及高分子聚合物技术领域，具体公开了一种阴离子型无溶剂水性聚氨酯树脂及其制备方法和用途。

背景技术

水性聚氨酯由于具有安全、环保等特性被应用于越来越多的领域，水性聚氨酯皮革就是其中一方面应用，目前市场上常规的阴离子型水性聚氨酯树脂在生产过程中或多或少的使用了溶剂，由于亲水扩链剂二羟甲基丙酸熔点较高，在没有溶剂的情况下难以参与反应，使用溶剂后脱溶过程增加了时间和人力成本，另一方面对环境也造成了污染。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术中有容易反应存在的工序成本高、反应时间长、对环境有污染等缺陷，提供一种阴离子型无溶剂水性聚氨酯树脂及其制备方法。

为了解决本发明的技术问题，所采取的技术方案为，一种阴离子型无溶剂水性聚氨酯树脂的制备方法，包括以下步骤：将大分子多元醇、脂肪族多异氰酸酯和催化剂在80-90℃下反应1-2h；再加入二羟甲基丙酸、小分子醇类扩链剂和三乙胺在60-80℃下反应0.5-1.5h；然后降温到10-60℃加入水乳化，再加入小分子胺类扩链剂，分散10分钟后，制得固含量为20-50wt％的阴离子型无溶剂水性聚氨酯树脂。

作为阴离子型无溶剂水性聚氨酯树脂的制备方法进一步的改进：

优选的，各原料的重量份如下：

优选的，所述大分子多元醇为聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚四氢呋喃醚多元醇、聚环氧乙烷多元醇、聚环氧丙烷多元醇、聚酯醚多元醇、聚硅氧烷多元醇和生物基多元醇中的任意一种或两种及以上。

优选的，所述脂肪族多异氰酸酯为异氟尔酮二异氰酸酯、甲基环乙基二异氰酸酯、二环乙基甲烷二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯和甲基环乙基二异氰酸酯中的任意一种或两种及以上。

优选的，所述小分子醇类扩链剂为乙二醇、一缩二乙二醇、1,4-丁二醇、甲基丙二醇、1,6-己二醇、新戊二醇和二甘醇中的任意一种或两种及以上。

优选的，所述小分子胺类扩链剂包括乙二胺、1,6己二胺、异氟尔酮二胺、二氨基环己基甲烷、三甲基乙二胺和聚醚氨中的任意一种或两种及以上。

优选的，所述催化剂为有机铋催化剂。

为解决本发明的技术问题，所采取的另一个技术方案为，一种由上述任意一项的制备方法制得的阴离子型无溶剂水性聚氨酯树脂。

为解决本发明的技术问题，所采取的又一个技术方案为，一种由上述阴离子型无溶剂水性聚氨酯树脂在制备合成革的用途。

本发明相比现有技术的有益效果在于：

现有技术中在阴离子水性聚氨酯的合成反应中，亲水链段作为亲水扩链剂的二羟甲基丙酸即DMPA的熔点较高，其在溶剂法中是一边溶解一边参与反应的，整体合成时间需要6-8小时；在没有溶剂的情况下接入效率会更低，而且反应也不完全。本发明采用无溶剂工艺，用三乙胺与二羟甲基丙酸中和后参与反应，使二羟甲基丙酸可以溶解，同时三乙胺起到催化作用，在两种催化剂协同作用下大大提高了反应效率，使反应总时长缩短到2-3小时，由于没有添加溶剂，真正实现了溶剂零添加，省去了脱溶环节，生产效率大大提高，同时使整个生产过程更加环保，符合水性聚氨酯环保的理念。

具体实施方式