[发明专利]一种高性能水性聚氨酯分散体及其制备方法

权利要求书

1.一种高性能水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

（1）水性聚氨酯颗粒的无溶剂合成过程：在无需溶剂的TPU的连续式双螺杆中由水性聚氨酯合成原料熔体制备水性聚氨酯熔体，再将所述水性聚氨酯熔体制成水性聚氨酯颗粒；

（2）水性聚氨酯颗粒无反应性乳化过程：将水性聚氨酯颗粒在含有酮和水的混合溶剂中分散乳化，然后将酮类溶剂抽出，制成固含量为0~60%wt的水性聚氨酯分散体。

2.根据权利要求1 所述的高性能水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）包含：

A)  将水性聚氨酯合成原料在储料容器中加热到50-100℃，保证其在储料容器中充分熔融；

B)  将上述熔融的原料经精确计量后，用高速混合头瞬间混合均匀，并压入高速旋转、120-220℃的双螺杆挤出机中，反应1-3min后制成分子量介于50000-200000的水性聚氨酯熔体，再经水下造粒制成水性聚氨酯颗粒。

3.根据权利要求1 所述的高性能水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，还包括： 

（3) 将所述制成的水性聚氨酯分散体过滤包装。

4.根据权利要求2所述的高性能水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，所述的水性聚氨酯合成原料包括有机二异氰酸酯，聚合物二元醇，小分子二元醇和亲水扩链剂以及相应的助剂，其中有机二异氰酸酯，聚合物二元醇，小分子二元醇三种原料分别在不同的储料容器中保存及加热熔融，再将亲水扩链剂添加到小分子二元醇储罐中，其余合成助剂添加到聚合物二元醇储罐中。

5.根据权利要求4所述的高性能水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，当所述亲水扩链剂的亲水基团选自羧酸亲水基团或甲基二乙醇胺基团时，所述包含酮和水的混合溶剂中还包括有中和剂，所述的中和剂为可以将亲水扩链剂中的亲水基团中和成为离子基团的化合物。

6.根据权利要求5所述的高性能水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，对于羧酸亲水基团亲水扩链剂，其中和剂选自三乙胺或二甲基乙醇胺；对于甲基二乙醇胺亲水扩链剂，其中和剂选自甲酸，乙酸或乳酸。

7.根据权利要求4所述的高性能水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，所述的水性聚氨酯分散体的异氰酸指数介于0.95~1.03之间，其计算公式为：

 其中， a 为聚合物二元醇的物质的量；

      b 为有机二异氰酸酯的物质的量；

      c 为小分子二元醇的物质的量；

      d 为亲水扩链剂的物质的量。

8.根据权利要求4 或7所述的高性能水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，所述的有机二异氰酸酯选自4,4-二苯甲烷二异氰酸酯MDI、甲苯二异氰酸酯TDI、苯亚甲基二异氰酸酯XDI、1,5-奈二异氰酸酯NDI、对苯二异氰酸酯PPDI、六亚甲基二异氰酸酯HDI、异佛二酮二异氰酸酯IPDI、氢化4,4-二苯甲烷二异氰酸酯H₁₂MDI中的一种或任意组合的混合物，且所述有机二异氰酸酯中的环己烷不溶物在2000ppm以下。

9.根据权利要求8所述的高性能水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，所述有机二异氰酸酯中的环己烷不溶物在1000ppm以下。

10.根据权利要求4或7所述的高性能水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，所述的聚合物二元醇选自聚醚二元醇，聚酯二元醇，聚碳酸酯二元醇中的一种或多种混合，混合比例不限。