[发明专利]聚（碳酸酯-醚）型水性聚氨酯、水性聚氨酯胶粘剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水性胶粘剂领域，特别涉及聚（碳酸酯-醚）型水性聚氨酯乳液、水性聚氨酯胶粘剂及其制备方法。

背景技术

水性聚氨酯是指以水为分散介质的聚氨酯体系，具有无污染、安全可靠、机械性能优异等特点，是聚氨酯工业发展的重要方向，可广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂和纸张表面处理剂等领域。水性聚氨酯主要包括聚酯型水性聚氨酯以及聚醚型水性聚氨酯。

聚酯型水性聚氨酯耐水解性差，但是机械性能优异；聚醚型水性聚氨酯虽然耐水解性好，但是机械性能差。随后，有研究人员发现聚（碳酸酯-醚）型二元醇同时具有聚酯结构和聚醚结构，将其作为聚氨酯的软段可以同时提高聚氨酯的耐水解性和机械性能。

申请号为201310011715.2的中国专利报道了一种聚（碳酸酯-醚）型水性聚氨酯涂料及其制备方法，以聚（碳酸酯-醚）二元醇作为软段，二羟基甲基丙酸为亲水扩链剂，二甲基乙醇胺或三乙胺为中和剂，制备了水性聚氨酯，并且以此为主体树脂得到水性聚氨酯涂料。得到的水性聚氨酯具有优异的机械性能及耐水解性，其涂抹具有优异的机械性能，断裂伸长率高达570%，拉伸强度高达8.1MPa。

申请号为201310015021.6的中国专利报道了一种水性聚氨酯胶粘剂及其制备方法，以聚（碳酸酯-醚）二元醇作为软段，三羟甲基丙烷为内交联剂，二羟基甲基丙酸为亲水扩链剂，二甲基乙醇胺为中和剂，乙二醇为小分子扩链剂制备了水性聚氨酯，并且以此水性聚氨酯为主体树脂制备了水性聚氨酯胶粘剂。

但是这些专利中均是以二羟甲基丙酸作为亲水扩链剂，以二甲基乙醇胺为中和剂。因此，得到的水性聚氨酯需要在65℃以上处理10-15分钟才能活化，活化温度较高，而且得到的固含量为30-40%。使用时需要较长的时间除掉大量的水，降低了水性聚氨酯胶粘剂的使用效率。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种聚（碳酸酯-醚）型水性聚氨酯乳液及由其制备的水性聚氨酯胶粘剂，所述水性聚氨酯乳液固含量高。

本发明公开了一种聚（碳酸酯-醚）型水性聚氨酯乳液，其制备方法为：

（A）将聚（碳酸酯-醚）二元醇除水后与三羟甲基丙烷和二异氰酸酯在有机溶剂中反应，得到第一中间体；

所述二异氰酸酯包括1，6-六亚甲基二异氰酸酯、4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯或甲基环己基二异氰酸酯中的一种和异佛尔酮二异氰酸酯；

（B）将所述第一中间体与二羟甲基丙酸在催化剂作用下反应，得到第二中间体；

（C）将所述第二中间体、一缩二乙二醇、二甲基乙醇胺及二氨基磺酸盐混合，经反应得到聚（碳酸酯-醚）型水性聚氨酯乳液。

优选的，所述二氨基磺酸盐为乙二胺基乙磺酸钠、乙二胺双-2-羟基丙磺酸钠或2,4-二氨基苯磺酸钠。

优选的，所述聚（碳酸酯-醚）二元醇的数均分子量为1500～7000。

优选的，所述步骤（A）中，所述反应的温度为75～85℃，反应的时间为2.5～4小时。

优选的，所述步骤（B）中，所述反应的温度为70～75℃，反应的时间为0.5～2小时。

优选的，所述步骤（C）具体为：

将第二中间体与一缩二乙二醇升温反应，然后加入二甲基乙醇胺反应，最后加入二氨基磺酸盐，得到水性聚氨酯乳液。

优选的，所述聚（碳酸酯-醚）二元醇、三羟甲基丙烷、二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、一缩二乙二醇、二甲基乙醇胺及二氨基磺酸盐的质量比为（1500～7000）：（124～145）：（746～1128）：（350～780）：（126～170）：（450～620）：（825～247）。

优选的，所述1，6-六亚甲基二异氰酸酯、4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯或甲基环己基二异氰酸酯中的一种和异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为（630～890）：（116～238）。

本发明提供了一种水性聚氨酯胶粘剂，包括如下组分：

100～160重量份的权利要求1所述的聚（碳酸酯-醚）型水性聚氨酯乳液；

0.2～0.5重量份的水性增稠剂；

0.03～0.15重量份的水性流平剂；

0.02～0.04重量份的水性消泡剂；

7～12重量份的增塑剂；

16～35重量份的滑石粉；

3～8重量份的钛白粉；

0.3～0.9重量份的气相白炭黑；

8～12重量份的水性固化剂。

本发明还提供了一种水性聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：