[发明专利]一种高固含聚氨酯乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种高固含聚氨酯乳液及其制备方法。

背景技术

传统水性聚氨酯(WPU)乳液因其固含量低(小于40%)导致干燥成膜速度慢,自增稠 性差,初黏力低等缺点严重限制了它的应用推广。高固含量乳液(固含量>60%)因具有许多 突出优点,如更高的生产效率、更低的贮存和运输成本、干燥成膜速度快、能耗少等,而备受 工业界关注。

聚氨酯广泛应用于涂料、胶粘剂、油墨、皮革加工、纺织等领域，性能表现优异，目 前工业上仍大量采用有机溶剂型聚氨酯，有机溶剂型聚氨酯因在生产过程中产生大量挥发 性有机溶剂所带来的环境污染，对工人有损健康。水性聚氨酯是一种即保留了传统有机溶 剂型聚氨酯的高光泽度、高强度、高耐磨性、高弹性、高粘接性、耐低温性和疲劳性等特点， 又具有运输安全、操作环境好、粘度与聚合物分子量无关等优势；同时避了有机溶剂型聚氨 酯因在使用过程中产生大量挥发性有机溶剂所带来的环境污染问题。

发明内容

本发明目的在于，提供一种，不含有任何乳化剂,具有更宽的粒径分布和更小的粒 径,且固含量可达70%以上,产物黏度较低的高固含聚氨酯乳液，本发明所采用的技术方案 是：

一种高固含聚氨酯乳液，其特征在于，其主要组分为：按重量份计：

异佛尔酮二异氰酸酯5-12份

聚四氢呋喃-co-氧化丙烯二醇40-60份

二羟甲基丙酸8-18份

1，2-二羟基-3-丙磺酸钠5-10份

N-甲基-2-吡咯烷酮3-10份

催化剂1-3份

三乙胺3-8份

去离子水10-30份。

本发明的高固含聚氨酯乳液，其中，所述的催化剂是二月桂酸二丁基锡。

本发明的高固含聚氨酯乳液，其中，所述的聚四氢呋喃-co-氧化丙烯二醇的分子 量在1200-2000。

本发明的高固含聚氨酯乳液的制备方法，其反应步骤如下：

A：将一定量的聚四氢呋喃-co-氧化丙烯二醇于110℃真空脱水2-3h；

B：冷却到30℃通入氮气，加入异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，升温到72～ 74℃反应2-2.5h；

C：反应后降温至60℃，将二羟甲基丙酸和1，2-二羟基-3-丙磺酸钠溶解在N-甲基-2- 吡咯烷酮中，然后向体系中缓慢加入N-甲基-2-吡咯烷酮溶液，于70-75℃反应1.5h；

D：然后将反应体系降温至30℃，加入三乙胺中和成盐，并向体系中慢慢加入一定量的 去离子水于剧烈搅拌的条件下进行乳化，即得高固含量低黏度的水性聚氨酯乳液。

本发明相对于现有技术的有益效果是：本发明的高固含聚氨酯乳液，采用二羟甲 基丙酸和1，2-二羟基-3-丙磺酸钠作为混合亲水扩链剂制备的高固量聚氨酯乳液,总体乳 液粒径呈多元分布，黏度低于250mP.s（剪切速率为25s-1)。另外乳液的固含量均大于 70%。乳液具有比水更低的表面张力，具有较好的贮存稳定性，相对于常规聚氨酯乳液，高固 含量低黏度聚氨酯乳液胶膜具有更好的综合力学性能。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以 充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施 例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前 提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

实施例1：一种高固含聚氨酯乳液，其特征在于，其主要组分为：按重量份计：

异佛尔酮二异氰酸酯8份

聚四氢呋喃-co-氧化丙烯二醇50份

二羟甲基丙酸12份

1，2-二羟基-3-丙磺酸钠7份

N-甲基-2-吡咯烷酮5份

二月桂酸二丁基锡1份

三乙胺4份

去离子水13份。

其中，上述的聚四氢呋喃-co-氧化丙烯二醇的分子量在1200-2000。

其中高固含聚氨酯乳液的制备方法，其反应步骤如下：

A：将一定量的聚四氢呋喃-co-氧化丙烯二醇于110℃真空脱水2.5h；