[发明专利]一种聚碳酸酯型水性聚氨酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚碳酸酯型水性聚氨酯的制备方法，属化工领域。

技术背景        

聚氨酯合成过程中所使用的原料多元醇大多为聚醚或聚酯多元醇，聚酯型聚氨酯的耐光性和物理机械性能较好，但聚醚型聚氨酯的耐水性优于聚酯型聚氨酯。由于聚碳酸酯型多元醇分子链中含有脂肪族亚烷基和碳酸酯基重复单元，碳酸酯键分子间内聚力较强，因此由其合成的聚氨酯具有较高的熔点和玻璃化温度。此外，与大多数聚酯型聚氨酯相比，聚碳酸酯型聚氨酯具有优异的耐水解性能，且具有优良的耐磨性和生物相容性，因此，聚碳酸酯型聚氨酯的开发备受关注。

本专利采用聚碳酸酯二元醇和异佛尔酮二异氰酸酯为主要原料，采用预聚法合成了聚碳酸酯型水性聚氨酯。最终采用聚碳酸酯二元醇制备的水性聚氨酯涂膜具有较好拉伸性能、耐水性及热稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚碳酸酯型水性聚氨酯的制备方法，得到的水性聚氨酯涂膜具有较好的拉伸性能、耐水性及热稳定性。

为实现以上目的，本发明的聚碳酸酯型水性聚氨酯的制备方法，其步骤具体为：

(1) 以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二元醇(PCDL)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丁酸(DMBA)为原料制备预聚体，反应2h。

(2) 降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应生成盐，反应3-5min。

(3) 加入乙二胺(EA)的水溶液进行乳化扩链1h，得到聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液。

步骤(1)中预聚体原料的配比为：IPDI与PCDL、BDO、DMBA的摩尔比为1.3:1-1.4:1，BDO占预聚体质量的2%-3%，DMBA占预聚体质量的6%-7%。

步骤(2)中三乙胺的物质的量与DMBA的物质的量相同。

步骤(3)中乙二胺(EA)的用量为预聚体质量的0.1%，水的用量为预聚体总质量的2倍。

本发明产生的有益效果为，本专利以聚碳酸酯二元醇制备水性聚氨酯，可以克服聚醚或聚酯多元醇的缺点。聚碳酸酯多元醇含有脂肪族亚烷基和碳酸酯基重复单元，分子间内聚力强，因此由其合成的聚氨酯具有较高的熔点和玻璃化温度，与大多数普通聚酯型聚氨酯相比，聚碳酸酯型聚氨酯具有优异的耐水解性能，且具有优良的耐磨性和生物相容性，提高了水性聚氨酯的综合性能。最终制得的聚碳酸酯型水性聚氨酯具有良好的拉伸性能、耐水性及热稳定性。

实施例

实施例1：

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二元醇(PCDL)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丁酸(DMBA)为原料制备预聚体，反应2h。IPDI与PCDL、BDO、DMBA的摩尔比为1.3:1，BDO占预聚体质量的2%，DMBA占预聚体质量的6%。降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应生成盐，反应3min。三乙胺的物质的量与DMBA的物质的量相同。加入乙二胺(EA)的水溶液进行乳化扩链1h，得到聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液。乙二胺(EA)的用量为预聚体质量的0.1%，水的用量为预聚体总质量的2倍。

实施例2：

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二元醇(PCDL)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丁酸(DMBA)为原料制备预聚体，反应2h。IPDI与PCDL、BDO、DMBA的摩尔比为1.4:1，BDO占预聚体质量的2%，DMBA占预聚体质量的7%。降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应生成盐，反应3min。三乙胺的物质的量与DMBA的物质的量相同。加入乙二胺(EA)的水溶液进行乳化扩链1h，得到聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液。乙二胺(EA)的用量为预聚体质量的0.1%，水的用量为预聚体总质量的2倍。