[发明专利]单组分高固含聚氨酯树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种单组分高固含聚氨酯树脂及其制备方法和应用，所述单组分高固含聚氨酯树脂，是采用包括如下的组分制备的：异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体、固化剂和环状内酯或环状碳酸亚烃酯化合物中的一种以上；所述的异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体是以聚合物多元醇、扩链剂和异氰酸酯为起始原料制备的；所述的聚合物多元醇为聚醚多元醇或聚酯多元醇中的一种或其混合物。本发明高固含树脂，使用简便，环保节能。低温储存稳定性好，制备的皮革剥离强度高，物性优异。

技术领域

本发明涉及聚氨酯树脂及其制备方法和应用。

背景技术

合成革行业经过多年的发展，已发展成为追求产品质量，外观及价格的同时，更注重产品的环保性能。因此，越来越多的行业人士致力于这类环保产品的研发，目前研究较热的是水性聚氨酯和高固含聚氨酯树脂。但是，到目前为止，水性聚氨酯树脂由于物性较差及水的挥发需要更改生产线，从而其应用受到限制。

高固含聚氨酯由于具有优良的物性，固含量高，溶剂的挥发量少，在现有生产线上就可以完成生产，故应用领域更为广阔。专利CN102964563A公布了一种高固含聚氨酯树脂，该树脂仍采用了传统溶剂型聚氨酯树脂的溶剂，N，N-二甲基甲酰胺(DMF)和丁酮，DMF对环境的危害很大；专利CN101613455B公开的高固含聚氨酯组合物采用了加入封闭剂的工艺技术，该组合物需要较高的温度才能实现解封，且封闭剂的挥发也会对环境带来危害，且该技术为双组分体系，使用前需将树脂和固化剂按一定比例配料、脱泡及过滤等过程，使用不方便。

现有技术都没提到解决高固树脂在低温储存和运输及使用的问题。在合成革领域，对树脂的低温稳定性要求高，直接影响产品的可施工性和品质，如聚氨酯树脂在低温下粘度太大，树脂的流动性变差，影响合成革刮涂施工，需要加热或用溶剂稀释才能实现正常施工；再如树脂中有结晶颗粒，使合成革刮涂不平，直接影响成品的平整度和外观,这种情况下也会导致刀具被卡,生产不能顺利进行，影响产品品质及生产效率。故在较低的温度如冬天，高固含树脂面对巨大的挑战。为了克服这一困难，可采用运输和使用过程中都对高固含树脂进行保温，但这会大大增加能耗和成本，工业上可行性不高。

因此，需要新型的环境友好性的单组分高固含聚氨酯树脂，使其在一定条件下可以固化成聚氨酯产品，但使用起来简便，尤其是在较低的温度下仍能保持良好的流动性和可操作性。现有技术的高固含聚氨酯体系在25℃以上是稳定的,流动性也较好,然而在低温，如在冬季，温度的降低就会造成结晶，粘度很大(如粘度超过10万CPs)流动性变差，影响运输和使用。对于高固含聚氨酯体系，特别有利的是：在约15℃以下维持稳定性至少90天，更优选地在5-15℃储存稳定性30天；更优选地在0-5℃储存稳定性至少10天；粘度保持在较低水平。这样即使在低温也可正常使用。

因此，需要新型的单组分高固含体系，在适当的温度下可固化为热固性聚氨酯产品，同时其在较低温度下，储存和使用的过程中是稳定的和可流动的。

发明内容

本发明的目的是提供一种单组分高固含聚氨酯树脂及其制备方法和应用，以解决上述技术上的问题。

所述单组分高固含聚氨酯树脂，是采用包括如下的组分制备的：

异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体、固化剂和环状内酯或环状碳酸亚烃酯化合物中的一种以上；

所述的异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体是以聚合物多元醇、扩链剂和异氰酸酯为起始原料制备的，所述的聚合物多元醇为聚醚多元醇或聚酯多元醇中的一种或其混合物；

聚合物多元醇为聚醚多元醇和聚酯多元醇的混合物时，重量比为：聚酯多元醇∶聚醚多元醇＝1∶0.6～9；

所述异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体，其NCO％含量为1.5-7.0％；

所述的聚醚多元醇优选分子量为250-6000，特别优选的聚醚多元醇分子量为400-2000；