一種水性聚氨酯及其制備方法
【專利摘要】一種水性聚氨酯，由以下原料組分及配比按照重量份數(shù)制備而成：異佛爾酮二異氰酸酯10～17份、聚乙二醇22～32份、親水?dāng)U鏈劑0.5～3.5份、1,4-丁二醇0.1～3份、氫氧化鉀1～5份、N-甲基吡咯烷酮4～7份、丙酮3～8份，雙氧水50～70份，二月桂酸丁基錫0.05～0.1份。本發(fā)明水性聚氨酯的制備方法，采用雙氧水通過反應(yīng)過程分解水而代替了傳統(tǒng)的直接添加水對水性聚氨酯預(yù)聚體進(jìn)行擴(kuò)鏈乳化分散反應(yīng)，能使乳化擴(kuò)鏈分散等進(jìn)行的更加均勻，從而獲得性能均衡的水性聚氨酯，解決了現(xiàn)有水性聚氨酯預(yù)聚體因黏度過大，造成水對預(yù)聚體的乳化擴(kuò)鏈不均勻，導(dǎo)致水性聚氨酯的綜合性能出現(xiàn)差異的問題。
【專利說明】一種水性聚氨酯及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于有機(jī)高分子樹脂合成【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種水性聚氨酯，本發(fā)明還涉及該水性聚氨酯的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氨酯是由有機(jī)二異氰酸酯或多異氰酸酯與二羥基或多羥基化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外，還可含有醚、酯、脲、縮二脲，脲基甲酸酯等基團(tuán)。根據(jù)所用原料的不同，可有不同性質(zhì)的產(chǎn)品，一般為聚酯型和聚醚型兩類。可用于制造塑料、橡膠、纖維、硬質(zhì)和軟質(zhì)泡沫塑料、膠粘劑和涂料等。聚氨酯是一種新興的有機(jī)高分子材料，被譽為“第五大塑料”，因其卓越的性能而被廣泛應(yīng)用于建筑、汽車、輕工、紡織、石化、冶金、電子、國防、醫(yī)療、機(jī)械等眾多領(lǐng)域。
[0003]1937年德國Otto Bayer教授首先發(fā)現(xiàn)多異氰酸酯與多元醇化合物進(jìn)行加聚反應(yīng)可制得聚氨酯，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用，英美等國1945~1947年從德國獲得聚氨酯樹脂的制造技術(shù)于1950年相繼開始工業(yè)化。日本1955年從德國Bayer公司及美國DuPont公司引進(jìn)聚氨酯工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。20世紀(jì)50年代末我國聚氨酯工業(yè)開始起步，近10多年發(fā)展較快。但是于國外技術(shù)相比，我國聚氨酯行業(yè)無論是技術(shù)還是產(chǎn)量規(guī)模都不能與國外發(fā)達(dá)國家相媲美。聚氨酯行業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在，隨著人類生活質(zhì)量的提高，各國相繼對各行業(yè)出臺相關(guān)環(huán)保 法規(guī)，各種環(huán)保條例對揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的排放量、有害溶劑的含量都有嚴(yán)格限制。在聚氨酯行業(yè)中，水性聚氨酯以低毒、不易燃燒、不污染環(huán)境、節(jié)能和安全可靠等優(yōu)點而日益重要。近年來，水性聚氨酯在涂料、膠黏劑、織物整理、皮革、合成革涂飾以及油墨等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。水性聚氨酯與溶劑型聚氨酯的最大區(qū)別在于它是以水作為溶劑的，因此在水性聚氨酯的合成制備過程中，也就出現(xiàn)了一些溶劑型聚氨酯工藝中未出現(xiàn)的新情況。其中對于水性聚氨酯性能影響最大的是水性聚氨酯預(yù)聚體的粘度控制、添加水的量和添加水的工藝對預(yù)聚體進(jìn)行乳化擴(kuò)鏈反應(yīng)的影響，這些都會直接影響水性聚氨酯樹脂的性能。水的添加造成水性聚氨酯預(yù)聚體發(fā)生相反轉(zhuǎn)，使其完成油包水到水包油的相變。添加水而造成的轉(zhuǎn)相過程就是親水性基團(tuán)包裹疏水鏈段，疏水鏈段聚集的過程?？煞譃槿齻€階段:第一階段，水加入預(yù)聚體中與親水性基團(tuán)部分水合，解離親水性基團(tuán)聚集態(tài)。由于親水性基團(tuán)聚集態(tài)作為硬段部分，起一定的物理交聯(lián)作用，當(dāng)親水基團(tuán)水合溶解后，物理交聯(lián)點部分離解，軟段疏水鏈段就可以部分相互聚集，形成分散相，黏度變??；第二階段，水進(jìn)一步與親水基團(tuán)水合，疏水鏈段聚集增大，黏度增大；第三階段，當(dāng)乳化完成時，親水基團(tuán)完全解離。具有較高比表面張力的親水基團(tuán)的鏈段大多分布在疏水鏈段聚集成的膠粒表面，從而使乳液穩(wěn)定。將水添加入水性聚氨酯預(yù)聚體中時，相反轉(zhuǎn)過程發(fā)生過程中會因為預(yù)聚體粘度過大而使水不容易進(jìn)入反應(yīng)體系中，而僅僅停留在水性聚氨酯預(yù)聚體的表面，而造成水對預(yù)聚體的乳化擴(kuò)鏈不均勻，導(dǎo)致水性聚氨酯樹脂的綜合性能出現(xiàn)差異。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種水性聚氨酯，解決了現(xiàn)有水性聚氨酯預(yù)聚體因黏度過大，造成水對預(yù)聚體的乳化擴(kuò)鏈不均勻，導(dǎo)致水性聚氨酯的綜合性能出現(xiàn)差異的問題。
[0005]本發(fā)明的另一個目的是提供一種水性聚氨酯的制備方法。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種水性聚氨酯，由以下原料組分及配比按照重量份數(shù)制備而成:異佛爾酮二異氰酸酯10~17份、聚乙二醇22~32份、親水?dāng)U鏈劑0.5~
3.5份、1，4- 丁二醇0.1~3份、氫氧化鉀I~5份、N-甲基吡咯烷酮4~7份、丙酮3~8份，雙氧水50~70份，二月桂酸丁基錫0.05~0.1份。
[0007]本發(fā)明的特點還在于，
[0008]親水?dāng)U鏈劑為二羥甲基丙酸。
[0009]本發(fā)明所采用的另一個技術(shù)方案是，一種水性聚氨酯的制備方法，具體按照以下步驟實施:
[0010]步驟1，按照重量份數(shù)分別稱取異佛爾酮二異氰酸酯10~17份、聚乙二醇22~32份、親水?dāng)U鏈劑0.5~3.5份、1，4- 丁二醇0.1~3份、氫氧化鉀I~5份、N-甲基吡咯烷酮4~7份、丙酮3~8份，雙氧水50~70份，二月桂酸丁基錫0.05~0.1份，其中親水?dāng)U鏈劑為二羥甲基丙酸；
[0011]步驟2，將異佛爾酮二異氰酸酯和聚乙二醇混合后將溫度升至80~90°C恒溫水浴攪拌2~3小時，然后加入二月桂酸丁基錫繼續(xù)攪拌20~50min，攪拌過程中檢測異氰酸酯基的剩余量，當(dāng)剩余 達(dá)到理論值時對反應(yīng)溶液降溫；
[0012]步驟3，步驟2中反應(yīng)溶液溫度降至50~65°C時，將二羥甲基丙酸分散于N-甲基吡咯烷酮中，然后加入到反應(yīng)溶液中，再將溫度升至60~70°C反應(yīng)10~20分鐘后加入丙酮調(diào)節(jié)粘度，接著再升溫至80~90°C反應(yīng)2~3小時，得到水性聚氨酯預(yù)聚體；
[0013]步驟4，將步驟3得到的水性聚氨酯預(yù)聚體溫度降至25~30°C，將I，4- 丁二醇溶于等量的丙酮后緩慢加入水性聚氨酯預(yù)聚體中，高速攪拌剪切30min~2h，其中在攪拌過程中分批加入剩余的丙酮調(diào)節(jié)粘度；
[0014]步驟5，添加氫氧化鉀調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH值至7.5~9.10，使體系呈堿性，在高速攪拌下將雙氧水分批次滴加到反應(yīng)體系中，使雙氧水與水性聚氨酯預(yù)聚體充分混合，并將恒溫水浴溫度升至40~60°C，以使雙氧水加速分解生成水；
[0015]步驟6，添加氫氧化鉀使體系pH值為8.0~9.0,并減慢轉(zhuǎn)速，繼續(xù)反應(yīng)I~2小時后出料，得到透明的水性聚氨酯。
[0016]本發(fā)明的特點還在于，
[0017]步驟2中理論值是指在反應(yīng)后活性較弱的異氰酸酯基的當(dāng)量；異佛爾酮二異氰酸酯中與聚乙二醇中羥基反應(yīng)的異氰酸酯基為異佛爾酮二異氰酸酯上與亞甲基相連的異氰酸酯基，另一個異氰酸酯基因位阻效應(yīng)而活性較弱，其理論值就是指這個異氰酸酯基的當(dāng)量。
[0018]本發(fā)明的有益效果是，
[0019]1.本發(fā)明水性聚氨酯，采用內(nèi)生成水取代傳統(tǒng)的直接添加水對水性聚氨酯預(yù)聚體進(jìn)行乳化擴(kuò)鏈反應(yīng)，能使乳化擴(kuò)鏈分散等進(jìn)行的更加均勻，得到的水性聚氨酯性能均衡，解決了現(xiàn)有水性聚氨酯預(yù)聚體因黏度過大，造成水對預(yù)聚體的乳化擴(kuò)鏈不均勻，導(dǎo)致水性聚氨酯的綜合性能出現(xiàn)差異的問題。[0020]2.本發(fā)明水性聚氨酯的制備方法，采用雙氧水通過反應(yīng)過程分解水而代替了傳統(tǒng)的直接添加水對水性聚氨酯預(yù)聚體進(jìn)行擴(kuò)鏈乳化分散反應(yīng)，能使乳化擴(kuò)鏈分散等進(jìn)行的更加均勻，然后使用PH調(diào)節(jié)劑對體系的酸堿值進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而獲得性能均衡的水性聚氨酯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是實施例1~3制備的水性聚氨酯固含量對比圖；
[0022]圖2是實施例3制備的水性聚氨酯的紅外光譜圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0024]本發(fā)明水性聚氨酯，由以下原料組分及配比按照重量份數(shù)制備而成:異佛爾酮二異氰酸酯10~17份、聚乙二醇22~32份、親水?dāng)U鏈劑0.5~3.5份、1，4- 丁二醇0.1~3份、氫氧化鉀I~5份、N-甲基吡咯烷酮4~7份、丙酮3~8份，雙氧水50~70份，二月桂酸丁基錫0.05~0.1份。
[0025]其中親水?dāng)U鏈劑為二羥甲基丙酸。
[0026]本發(fā)明水性聚氨酯，采用內(nèi)生成水取代傳統(tǒng)的直接添加水對水性聚氨酯預(yù)聚體進(jìn)行乳化擴(kuò)鏈反應(yīng)，能使乳化擴(kuò)鏈分散等進(jìn)行的更加均勻，得到的水性聚氨酯性能均衡，解決了現(xiàn)有水性聚氨酯預(yù)聚體因黏度過大，造成水對預(yù)聚體的乳化擴(kuò)鏈不均勻，導(dǎo)致水性聚氨酯的綜合性能出現(xiàn)差異的問題。上述水性聚氨酯的制備方法，具體按照以下步驟實施:
[0027]步驟1，按照重量份數(shù)分別稱取異佛爾酮二異氰酸酯10~17份、聚乙二醇22~32份、親水?dāng)U鏈劑0.5~3.5份、1，4- 丁`二醇0.1~3份、氫氧化鉀I~5份、N-甲基吡咯烷酮4~7份、丙酮3~8份，雙氧水50~70份，二月桂酸丁基錫0.05~0.1份，其中親水?dāng)U鏈劑為二羥甲基丙酸；
[0028]步驟2，將異佛爾酮二異氰酸酯和聚乙二醇混合后將溫度升至80~90°C恒溫水浴攪拌2~3小時，然后加入二月桂酸丁基錫繼續(xù)攪拌20~50min，攪拌過程中檢測異氰酸酯基的剩余量，當(dāng)剩余量達(dá)到理論值時對反應(yīng)溶液降溫；
[0029]理論值是指在反應(yīng)后活性較弱的異氰酸酯基的當(dāng)量；異佛爾酮二異氰酸酯中與聚乙二醇中羥基反應(yīng)的異氰酸酯基為異佛爾酮二異氰酸酯上與亞甲基相連的異氰酸酯基，另一個異氰酸酯基因位阻效應(yīng)而活性較弱，其理論值就是指這個異氰酸酯基的當(dāng)量；
[0030]異氰酸酯基的剩余量的檢測采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T2409-92 二正丁胺滴定對反應(yīng)溶液中的異氰酸酯基進(jìn)行檢測；
[0031]步驟3，步驟2中反應(yīng)溶液溫度降至50~65°C時，將二羥甲基丙酸分散于N-甲基吡咯烷酮中，然后加入到反應(yīng)溶液中，再將溫度升至60~70°C反應(yīng)10~20分鐘后加入丙酮調(diào)節(jié)粘度，接著再升溫至80~90°C反應(yīng)2~3小時，得到水性聚氨酯預(yù)聚體；
[0032]步驟4，將步驟3得到的水性聚氨酯預(yù)聚體溫度降至25~30°C，將I，4- 丁二醇溶于等量的丙酮后緩慢加入水性聚氨酯預(yù)聚體中，高速攪拌剪切30min~2h，其中在攪拌過程中分批加入剩余的丙酮調(diào)節(jié)粘度；
[0033]步驟5，添加氫氧化鉀調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH值至7.5~9.10，使體系呈堿性，在高速攪拌下將雙氧水分批次滴加到反應(yīng)體系中，使雙氧水與水性聚氨酯預(yù)聚體充分混合，并將恒溫水浴溫度升至40~60°C，以使雙氧水加速分解生成水；
[0034]步驟6，添加氫氧化鉀使體系pH值為8.0~9.0，并減慢轉(zhuǎn)速，繼續(xù)反應(yīng)I~2小時后出料，得到透明的水性聚氨酯。
[0035]本發(fā)明水性聚氨酯的制備方法，采用雙氧水通過反應(yīng)過程分解水而代替了傳統(tǒng)的直接添加水對水性聚氨酯預(yù)聚體進(jìn)行擴(kuò)鏈乳化分散反應(yīng)，能使乳化擴(kuò)鏈分散等進(jìn)行的更加均勻，然后使用PH調(diào)節(jié)劑對體系的酸堿值進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而獲得性能均衡的水性聚氨酯。
[0036]傳統(tǒng)的水是直接加入到水性聚氨酯預(yù)聚體中，但是因為預(yù)聚體的粘度較大，直接加水會導(dǎo)致預(yù)聚體乳化不均勻，擴(kuò)鏈反應(yīng)不同步以及分散不均等，造成最終合成的乳液的粒徑分布和分子量分布寬，乳液粘度偏大等問題。而內(nèi)生成水是由內(nèi)而外的使預(yù)聚體發(fā)生乳化擴(kuò)鏈等反應(yīng)，能使乳化擴(kuò)鏈分散等進(jìn)行的更加均勻。從而獲得性能均衡的水性聚氨酯乳液。
[0037]實施例1，
[0038]步驟1，按照重量份數(shù)分別稱取異佛爾酮二異氰酸酯IPDIlO份、聚乙二醇PEG22份、二羥甲基丙酸DMPA0.5份、1，4- 丁二醇BD00.1份、氫氧化鉀KOHl份、N-甲基吡咯烷酮NMP4份、丙酮3份，雙氧水H20250份，二月桂酸丁基錫DBTDL0.05份；
[0039]步驟2，將IPDI和PEG加入帶有回流冷凝器、溫度計和攪拌裝置的四口燒瓶中，將燒瓶放入85°C恒溫水浴鍋中攪拌反應(yīng)2小時后，加入DBTDL反應(yīng)30分鐘，使IPDI和PEG反應(yīng)充分；
[0040]在反應(yīng)過程采用二正丁胺滴定法檢測反應(yīng)溶液中的異氰酸酯基(-NC0)的剩余量；待試樣中的-NCO量達(dá)到理論值時開始降溫；
[0041]步驟3，反應(yīng)溶液溫`度降低至50°C，將DMPA充分分散于NMP中，然后加入到反應(yīng)溶液中，從而使得DMPA在助溶劑NMP的作用下與反應(yīng)物充分接觸反應(yīng)，更好的完成親水基團(tuán)與主鏈的鏈接，再升溫至60°C反應(yīng)15分鐘后，觀察反應(yīng)溶液的粘度，加入2份丙酮調(diào)節(jié)粘度，繼續(xù)升溫至85°C反應(yīng)2小時，得到水性聚氨酯預(yù)聚體；
[0042]步驟4，將步驟3得到的水性聚氨酯預(yù)聚體溫度降至30°C，將1，4_ 丁二醇溶于I份丙酮中后緩慢加入反應(yīng)溶液，同時高速攪拌剪切30min ；
[0043]步驟5，添加氫氧化鉀調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH值至7.5，使體系呈堿性，在高速攪拌下將H2O2均分四次連續(xù)滴加到反應(yīng)體系中，使雙氧水與水性聚氨酯預(yù)聚體充分混合接觸,并將恒溫水浴溫度上升至40°C,以使雙氧水加速分解生成水；
[0044]步驟6，添加KOH再次調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH值至8.0,并減慢轉(zhuǎn)速，繼續(xù)反應(yīng)1.5小時后出料，得到透明的水性聚氨酯樹脂。
[0045]如圖1所示，實施例1制備得到的水性聚氨酯樹脂，按照IS0124:1997的標(biāo)準(zhǔn)測定樣品的固含量，得到樣品固含量為51.2%。
[0046]實施例2
[0047]步驟1，按照重量份數(shù)分別稱取異佛爾酮二異氰酸酯IPDI17份、聚乙二醇PEG32份、二羥甲基丙酸DMPA3.5份、I，4- 丁二醇BD03份、氫氧化鉀K0H5份、N-甲基吡咯烷酮NMP7份、丙酮8份，雙氧水H20270份，二月桂酸丁基錫DBTDL0.1份；
[0048]步驟2，將IPDI和PEG加入帶有回流冷凝器、溫度計和攪拌裝置的四口燒瓶中，將燒瓶放入90°C恒溫水浴鍋中攪拌反應(yīng)2小時后，加入DBTDL反應(yīng)20分鐘，使IPDI和PEG反應(yīng)充分；
[0049]在反應(yīng)過程采用二正丁胺滴定法檢測反應(yīng)溶液中的異氰酸酯基(-NC0)的剩余量，待試樣中的-NCO量達(dá)到理論值時開始降溫；
[0050]步驟3，待反應(yīng)溶液溫度降低至55°C，將DMPA充分分散于N-甲基吡咯烷酮中后加入到反應(yīng)溶液中，使DMPA在助溶劑N-甲基吡咯烷酮的作用下與反應(yīng)物充分接觸反應(yīng)，更好的完成親水基團(tuán)與主鏈的鏈接，然后升溫至65°C下反應(yīng)20分鐘后，觀察反應(yīng)溶液的粘度，加入4份的丙酮調(diào)節(jié)粘度，繼續(xù)升溫至90°C反應(yīng)2.5小時，得到水性聚氨酯預(yù)聚體；
[0051 ] 步驟4，將步驟3得到的水性聚氨酯預(yù)聚體溫度降至25°C，將1，4_ 丁二醇溶于2份的丙酮中后緩慢加入到水性聚氨酯預(yù)聚體中，同時高速攪拌剪切2小時后加入剩余的2份丙酮，防止黏度過大而出現(xiàn)爬桿現(xiàn)象；
[0052]步驟5，添加氫氧化鉀調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH值至8.2，使體系呈堿性，在高速攪拌下將雙氧水均分三次連續(xù)滴加到反應(yīng)體系中，使雙氧水與水性聚氨酯預(yù)聚體充分混合接觸，并將恒溫水浴溫度上升至55°C，以使雙氧水加速分解生成水；
[0053]步驟6，添加氫氧化鉀調(diào)節(jié)體系pH值至8.5，并減慢轉(zhuǎn)速，繼續(xù)反應(yīng)I小時后出料，得到透明的水性聚氨酯樹脂。
[0054]實施例2雙氧水的添加工藝是將雙氧水等量分為3等分分為三次加入，為緩慢加入和快速倒入兩種方式，第一份雙氧水需緩慢加入，待到反應(yīng)體系中出現(xiàn)乳白色的水性聚氨酯，然后將第二份雙氧水快速加入反應(yīng)體系中，使水性聚氨酯預(yù)聚體能盡快生成水性聚氨酯，待反應(yīng)體系在強(qiáng)烈的攪拌下出現(xiàn)泡沫時，快速添加第三份雙氧水，完成水性聚氨酯預(yù)聚體的乳化擴(kuò)鏈分散過 程。
[0055]如圖1所示，實施例2得到的水性聚氨酯樹脂，按照IS0124:1997的標(biāo)準(zhǔn)測定樣品的固含量，得到樣品固含量為55.1%。
[0056]實施例3
[0057]步驟1，按照重量份數(shù)分別稱取異佛爾酮二異氰酸酯IPDI14份、聚乙二醇PEG27份、二羥甲基丙酸DMPA3份、1，4- 丁二醇BD02份、氫氧化鉀K0H3份、N-甲基吡咯烷酮NMP5份、丙酮7份，雙氧水H20265份，二月桂酸丁基錫DBTDL0.08份；
[0058]步驟2，將IPDI和PEG加入帶有回流冷凝器、溫度計和攪拌裝置的四口燒瓶中，將燒瓶放入80°C恒溫水浴鍋中攪拌反應(yīng)2.5小時后，加入DBTDL反應(yīng)50min，使IPDI和PEG反應(yīng)充分；
[0059]在反應(yīng)過程采用二正丁胺滴定法檢測反應(yīng)溶液中的異氰酸酯基(-NC0)的剩余量，待試樣中的-NCO量達(dá)到理論值時開始降溫；
[0060]步驟3，待反應(yīng)溶液溫度降低至65°C，將DMPA充分分散于N-甲基吡咯烷酮中后加入到反應(yīng)溶液中，使DMPA在助溶劑N-甲基吡咯烷酮的作用下與反應(yīng)物充分接觸反應(yīng)，更好的完成親水基團(tuán)與主鏈的鏈接，然后升溫至70°C下反應(yīng)10分鐘后，觀察反應(yīng)溶液的粘度，加入3份的助溶劑丙酮調(diào)節(jié)粘度，繼續(xù)升溫至80V反應(yīng)3小時，得到水性聚氨酯預(yù)聚體；
[0061]步驟4，將步驟3得到的水性聚氨酯預(yù)聚體溫度降至28°C，將1，4_ 丁二醇溶于2份的助溶劑丙酮中后緩慢加入到水性聚氨酯預(yù)聚體中，同時高速攪拌剪切I小時后將2份的丙酮添加入到水性聚氨酯預(yù)聚體中，防止黏度過大而出現(xiàn)爬桿現(xiàn)象；
[0062]步驟5，添加氫氧化鉀調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH值至9.10,使體系呈堿性，在高速攪拌下將雙氧水均分四次連續(xù)滴加到反應(yīng)體系中，使雙氧水與水性聚氨酯預(yù)聚體充分混合接觸，并將恒溫水浴溫度上升至60°C，以使雙氧水加速分解生成水；
[0063]步驟6，添加KOH調(diào)節(jié)體系pH值至9.0，并減慢轉(zhuǎn)速，繼續(xù)反應(yīng)2小時后出料，得到透明的水性聚氨酯樹脂。
[0064]如圖1所示，實施例3得到的水性聚氨酯樹脂，按照IS0124:1997的標(biāo)準(zhǔn)測定樣品的固含量，得到樣品固含量為50.6%。
[0065]由圖2可知:兩條譜線在3286CHT1和1558CHT1處均出現(xiàn)了明顯的N—H的伸縮振動特征吸收峰，在169701^1650(^1附近分別出現(xiàn)氨基甲酸酯中酯基(C=O)和脲的酯基(C=O)的特征吸收峰，在1103CHT1附近出現(xiàn)了 C一O— C的伸縮振動峰，都是聚氨酯的典型吸收峰，表明生成了水性聚氨酯。
【權(quán)利要求】
1.一種水性聚氨酯，其特征在于，由以下原料組分及配比按照重量份數(shù)制備而成:異佛爾酮二異氰酸酯10~17份、聚乙二醇22~32份、親水?dāng)U鏈劑0.5~3.5份、1，4- 丁二醇0.1~3份、氫氧化鉀I~5份、N-甲基吡咯烷酮4~7份、丙酮3~8份，雙氧水50~70份，二月桂酸丁基錫0.05~0.1份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯，其特征在于，所述親水?dāng)U鏈劑為二羥甲基丙酸。
3.—種水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施: 步驟1，按照重量份數(shù)分別稱取異佛爾酮二異氰酸酯10~17份、聚乙二醇22~32份、親水?dāng)U鏈劑0.5~3.5份、1，4- 丁二醇0.1~3份、氫氧化鉀I~5份、N-甲基吡咯烷酮4~7份、丙酮3~8份，雙氧水50~70份，二月桂酸丁基錫0.05~0.1份，其中親水?dāng)U鏈劑為二羥甲基丙酸； 步驟2，將異佛爾酮二異氰酸酯和聚乙二醇混合后將溫度升至80~90°C恒溫水浴攪拌2~3小時，然后加入二月桂酸丁基錫繼續(xù)攪拌20~50min，攪拌過程中檢測異氰酸酯基的剩余量，當(dāng)剩余量達(dá)到理論值時對反應(yīng)溶液降溫； 步驟3，步驟2中反應(yīng)溶液溫度降至50~65°C時，將二羥甲基丙酸分散于N-甲基吡咯烷酮中，然后加入到反應(yīng)溶液中，再將溫度升至60~70°C反應(yīng)10~20分鐘后加入丙酮調(diào)節(jié)粘度，接著再升溫至80~90°C反應(yīng)2~3小時,得到水性聚氨酯預(yù)聚體； 步驟4，將步驟3得到的水性聚氨酯預(yù)聚體溫度降至25~30°C，將I，4- 丁二醇溶于等量的丙酮后緩慢加入水性聚氨酯預(yù)聚體中，高速攪拌剪切30min~2h，其中在攪拌過程中分批加入剩余的丙酮調(diào)節(jié)粘度； 步驟5，添加氫氧化鉀調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH值至7.5~9.10,使體系呈堿性，在高速攪拌下將雙氧水分批次滴加到反應(yīng)`體系中，使雙氧水與水性聚氨酯預(yù)聚體充分混合，并將恒溫水浴溫度升至40~60°C，以使雙氧水加速分解生成水； 步驟6，添加氫氧化鉀使體系pH值為8.0~9.0，并減慢轉(zhuǎn)速，繼續(xù)反應(yīng)I~2小時后出料，得到透明的水性聚氨酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，步驟2中理論值是指在反應(yīng)后活性較弱的異氰酸酯基的當(dāng)量；異佛爾酮二異氰酸酯中與聚乙二醇中羥基反應(yīng)的異氰酸酯基為異佛爾酮二異氰酸酯上與亞甲基相連的異氰酸酯基，另一個異氰酸酯基因位阻效應(yīng)而活性較弱，其理論值就是指這個異氰酸酯基的當(dāng)量。
【文檔編號】C08G18/48GK103865027SQ201410069578
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】方長青, 周星, 程有亮, 于瑞恩 申請人:西安理工大學(xué)