[发明专利]一种阳离子水性聚氨酯乳液及其制备方法

权利要求书

1.一种阳离子水性聚氨酯乳液，其特征在于，其原料成分包括：

1)10～40质量份的不同异构体含量的二苯基甲烷二异氰酸酯与碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物；

2)26～82质量份的多元醇；

3)0~1质量份有机锡催化剂；

4)1~20质量份小分子扩链剂组合物，其中至少包含25％~100％的可以提供羟基并含有卤素元素、叔胺的扩链剂；

5)1～13质量份的中和剂。

2.根据权利要求1所述的一种阳离子水性聚氨酯乳液，其特征在于所述异氰酸酯混合物是90~100％的至少含有98％4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯的二苯基甲烷二异氰酸酯异构体混合物和0~10％的碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯。

3.根据权利要求1所述的一种阳离子水性聚氨酯乳液，其特征在于所述二苯基甲烷二异氰酸酯混合物是90~100％的2，4-二苯基甲烷二异氰酸酯含量为45~55％的二苯基甲烷二异氰酸酯异构体混合物和0~10％的碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯。

4.根据权利要求1所述的一种阳离子水性聚氨酯乳液，其特征在于所述多元醇组合物是分子量在800~3000之间的聚氧化亚乙基多醇、聚氧化亚丙基多醇、聚氧化亚乙基亚丙基共聚醚多醇、聚四氢呋喃聚醚、聚酯多醇、聚己内酯多醇、聚碳酸酯多醇中的一种或一种以上。

5.根据权利要求1所述的一种阳离子水性聚氨酯乳液，其特征在于所述小分子扩链剂组合物由0~80％的二元醇与20~100％的提供羟基并含有卤素元素、叔胺的扩链剂组成，所述二元醇是乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、戊二醇、己二醇、一缩二乙二醇、新戊二醇中的一种或一种以上。

6.根据权利要求1所述的一种阳离子水性聚氨酯乳液，其特征在于所述提供羟基的亲水扩链剂为含有卤素元素、叔胺的扩链剂，为N-甲基二乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种阳离子水性聚氨酯乳液，其特征在于使扩链剂中叔胺季胺化的中和剂为无机酸类，如：盐酸、硝酸，和有机酸类，有乙酸、丙酸、氯醋酸、乙醇酸，甲基丙烯酸中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种阳离子水性聚氨酯乳液，其特征在于所述有机锡催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、三乙胺、二亚乙烯三胺中的一种。

9.权利1-8中任一权利要求所述的一种阳离子水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

首先按照需要的配比将多元醇组合物加入反应器在110-120℃抽真空一小时以上，然后将不同异构体含量的二苯基甲烷二异氰酸酯与碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物以及有机锡催化剂加入反应器中，在60～90℃氮气保护下预聚反应1～2.5小时，合成具有端异氰酸酯基的预聚体；

上述反应产物冷却至40～55℃，分步加入稀释剂稀释至固含量为50～80％，冷凝回流，加入小分子扩链剂及亲水扩链剂，在60~90℃氮气保护下扩链反应，提高反应温度为55～70℃，反应时间0.5～1.5小时；

反应产物冷却到45℃以下，将中和剂加入反应器中，完成成盐反应，同时调节PH值为5～7后，在搅拌速率为500～10000r/m的搅拌机下匀速加入去离子水，最后除去稀释剂，制得阳离子水性聚氨酯乳液。

10.根据权利要求9所述的一种阳离子水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于所述分步加入稀释剂是分两步加入，第一步是取40~80％的稀释剂与小分子扩链剂混合后分两次加入反应体系，第二步是在小分子扩链剂与异氰酸酯反应结束时加入剩余稀释剂；加入中和剂中和后，混合物的pH值范围为5~5.6。