[发明专利]一种交联聚氨酯微球和/或聚氨酯空心微球的制备方法

说明书

本发明公开了一种交联聚氨酯微球和/或聚氨酯空心微球的制备方法，该方法包括：1)亲水化多异氰酸酯、多异氰酸酯单体、聚醚多元醇和/或聚酯多元醇、催化剂混合均匀；2)在高速剪切的条件下，将去离子水慢慢加入到上述混合物中，利用亲水化多异氰酸酯的迁移排列，自乳化形成水包油和/或水包油包水的悬浮液；3)将该悬浮液倒入反应容器中，升温聚合；4)分离得到交联聚氨酯微球和/或聚氨酯空心微球。本发明可同时制备实心的交联聚氨酯微球和/或空心的交联聚氨酯微球，制备方法简单高效、不涉及有机溶剂，所制备的微球粒径在1um‑100um范围内可调控，粒径分布较窄，所制备的微球作为添加剂应用于涂料、油墨、个人护理等领域。

技术领域

本发明涉及一种交联聚氨酯微球和/或聚氨酯空心微球的制备方法。利用该方法制备的交联聚氨酯微球可作为消光剂和手感改良剂应用于涂料、油墨等领域；可作为彩妆的添加剂，应用于个人护理领域。

背景技术

由于聚氨酯本身软弹的特性，聚氨酯微球可以作为消光剂和手感改良剂添加到高档涂料中体现出软弹高级触感的哑光特性，尤其皮革涂覆制品领域。也可作为彩妆的添加剂，应用于个人护理领域，体现出天鹅绒般触感的特性。

制备聚氨酯微球主要包括物理方法：在低温下机械粉碎固体聚氨酯材料或利用已有的聚氨酯高分子通过絮凝、喷雾干燥等方式得到聚氨酯微球；化学方法：在表面活性剂和悬浮稳定剂存在下，在水相中高速剪切由异氰酸酯和多元醇组成的有机相或异氰酸基封端的预聚物，通过悬浮聚合的方式制备聚氨酯微球；或在有机溶剂中，通过分散聚合的方式制备聚氨酯微球。

由物理方法得到的聚氨酯微球往往是不规则的颗粒，不具有真球型，粒径也很难控制，生产成本比较高。用化学方法得到聚氨酯微球一般粒径比较容易控制，且具有完美的真球型，但该方法为了降低有机相的粘度，需要使用大量的有机溶剂，以利于分散成悬浮液，尤其是异氰酸基封端的预聚物作为有机相时。使用有机溶剂还可以阻止有机相中的异氰酸基与水发生反应，该反应会产生大量的二氧化碳和泡沫，对生产是不利的。

美国公开专利US5814675和US5859075公开了一种在石蜡油中，通过分散聚合的方式制备聚氨酯微球的方法。

日本公开专利JP1990-314696公开了一种以羟甲基丙基纤维素作为悬浮稳定剂，在水相中高速剪切下，用甲苯作为溶剂的由异氰酸酯和多元醇组成的有机相或异氰酸基封端的预聚物，通过悬浮聚合的方式制备聚氨酯微球的方法。日本专利JP2004-107476公开了一种以聚乙烯醇作为悬浮稳定剂，利用由定子和转子组成的乳化头代替分散盘，在水相中高速剪切下，用甲苯作为溶剂的由异氰酸酯和多元醇组成的有机相或异氰酸基封端的预聚物，通过悬浮聚合的方式制备聚氨酯微球的方法。美国公开专利US55271623公开了一种以聚脲胶体颗粒作为悬浮稳定剂，在水相中高速剪切用正辛烷作为溶剂的由异氰酸酯和多元醇组成的有机相，通过悬浮聚合的方式制备聚氨酯微球的方法。欧洲公开专利EP0509494A2公开了一种以疏水的二氧化硅作为稳定剂，在水相中高速剪切用二甲基聚硅氧烷或正己烷作为溶剂的由异氰酸酯和多元醇组成的有机相，通过悬浮聚合的方式制备聚氨酯微球的方法。中国公开专利CN102153720公开了一种在含有表面活性剂的水中高速剪切用密度调节剂(二氯甲烷、氯仿等)作为溶剂的由异氰酸酯和多元醇组成的有机相，通过悬浮聚合的方式制备聚氨酯微球的方法。日本公开专利JP1990-240123、美国公开专利US5292829和US8192842同样利用了悬浮聚合的方法制备聚氨酯微球，这些专利的的实施例中虽未使用有机溶剂，但这些专利中提到有机相粘度高时需要使用有机溶剂进行稀释以帮助分散制备悬浮液，经过实验证明仅有少量的低粘度的异氰酸酯和多元醇组成的有机相在没有有机溶剂稀释的条件下可利用悬浮聚合的方法制备聚氨酯微球，但需要加入大量的悬浮稳定剂和表面活性剂以帮助分散成悬浮液。显然加入过多的悬浮稳定剂和表面活性剂对后续的分离和使用过程中是不利的。