[发明专利]磺酸盐型两性聚氨酯乳液的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子材料的制备方法，具体是一种制备在分子链上同时含有磺酸盐 基团和叔氨基的两性聚氨酯乳液。

背景技术

目前，关于两性聚氨酯的报道很少，而且这些报道都是基于二羟基甲基丙酸(DMPA) 和叔氨基的两性聚氨酯，由于二羟基甲基丙酸(DMPA)自身的特点，这类聚氨酯主要存 在以下几个缺点：A、反应时间长，一般从原料到产品要8h左右；B、连续化生产难，用 DMPA作亲水性扩链剂，要将预聚体物料从反应釜转移到乳化桶中通过高速剪切乳化分散来 制备乳液，再转回蒸馏釜脱溶；C、胺类中和剂味重，用DMPA作亲水性扩链剂，不能直接 进行乳化，需要用胺类物质中和DMPA中的-COOH后才能乳化。正是因为这一点当这种两性 聚氨酯用于蛋白质模型化合物，用于生物大分子的载体时就受到了限制。

发明内容

为了满足织物用涂层剂；鞋用涂层剂；皮革涂饰剂；木材，建筑，汽车，造纸，电子 等领域对性能优越的胶粘剂需求，本发明提供一种磺酸盐型两性聚氨酯乳液的制备方法。

磺酸盐型两性聚氨酯乳液的制备方法包括以下操作步骤：

(1)、在干燥氮气保护下，将真空脱水后的聚醚型二元醇或聚酯型二元醇30-46g，异 佛尔酮异氰酸酯(IPDI)13.32g-26.26g加入反应容器中，在机械搅拌下，温度85℃-100℃ 反应2h，得第一反应体系；

(2)、降低第一反应体系温度至40℃～60℃，加入一缩二乙二醇(DEG)1.20-3.97g， 然后加入5-25mL丙酮及催化剂二月桂酸二丁基锡(T-12)0.03-0.05g、辛酸亚锡(T-9) 0.03-0.05g，在机械搅拌下控制温度在55℃～75℃下反应2h，得第二反应体系；

(3)、降低第二反应体系温度至60℃以下，加入阳离子型扩链剂N-甲基二乙醇胺(DB) 1.60-3.11g，并加入15-25mL丙酮，以防止黏度过大引起凝胶，控制温度在40-60℃之间反 应1h，得第三反应体系；

(4)、在第三反应体系中加入乙二胺基乙磺酸钠2.55-4.35g，再加入35-70mL丙酮， 待反应生成的预聚体中异氰酸酯基NCO含量不再变化，加水进行乳化分散，得到乳白色 不透明的两性聚氨酯乳液，将所得的两性聚氨酯乳液减压蒸馏脱去溶剂，即得固含量为 34％-48％的磺酸盐型两性聚氨酯乳液。

本发明各组份在聚氨酯预聚体中的质量分数为：

低聚物多元醇在聚氨酯预聚体中的质量分数为45％-70％；

异氰酸酯在聚氨酯预聚体中的质量分数为20％-40％；

小分子扩链剂在聚氨酯预聚体中的质量分数为2％-6％；

阳离子型扩链剂在聚氨酯预聚体中的质量分数为3％-4％；

磺酸盐亲水型扩链剂在聚氨酯预聚体中的质量分数为4-6％；

其中：

低聚物多元醇：包括聚醚型二元醇和聚酯型二元醇，

聚醚型二元醇如下：

数均分子量为1000，羟值为1.96mmol/g的聚氧化丙烯二醇(N-210)；

数均分子量为2000，羟值为0.98mmol/g的聚氧化丙烯二醇(N-220)；

聚酯型二元醇如下：

数均分子量为2000，羟值为0.98mmol/g的聚丁二酸丁二醇酯(44-T)；

数均分子量为2300，羟值为0.85mmol/g的聚己二酸丁二醇酯(PBA)；

聚醚型低聚物多元醇由于醚基易旋转，具有较好的柔顺性，有优越的低温性能。并且 醚基不易水解，耐水解性比聚酯型低聚物多元醇好。但醚键的α碳易被氧化，容易产生一 系列氧化降解反应。聚酯型低聚物多元醇强度高，粘接力好但不耐水解。聚烯烃不含氧， 不能和氨基甲酸酯形成氢键，它所制得的材料相分离程度最大。由于价格的原因，国内目 前主要采用聚醚多元醇制备水性聚氨酯。我们采用的低聚物多元醇有分子量为1000，2000， 3000等不同型号的聚氧化丙烯二醇或聚氧化丙烯三醇。

异氰酸酯：异佛尔酮异氰酸酯；

小分子扩链剂：二官能度的一缩二乙二醇；扩链剂可以提高水性聚氨酯的强度及耐介 质性。