[发明专利]水性聚氨酯及其制备中间体和制备方法

权利要求书

1.一种水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述方法无需采用溶剂，该方法包括：

S1、制备具有如下式Ⅰ所示结构的中间体，

式Ⅰ中R₁为具有如下式Ⅱ、式Ⅲ和式Ⅳ中任一种所示结构的结构单元，R₂选自C₅-C₉烷基、C₅-C₉环烷基或C₆-C₁₀芳基中的任一种；X为氧、NH或NR₃，其中R₃为C₃-C₆烷基或C₃-C₆环烷基；Z为(CH₂)_n或C₆H₄，n为1-12中的整数；M为选自Na⁺、K⁺、NH₄⁺或NR′₄⁺，R′为C₁-C₄烷基；

式Ⅱ式Ⅲ式Ⅳ，

式Ⅲ中R₄为C₁-C₃烷基；

S2、在预聚反应条件下，促使所述中间体与多元醇、第一多异氰酸酯和数均分子量小于250g/mol的含有两个羟基的有机羧酸接触反应，形成预聚体；

S3、在乳化条件下，对所述预聚体进行乳化处理，然后在扩链条件下，对所述经乳化处理的预聚体进行扩链处理；

所述S1中制备具有如下式Ⅰ所示结构的中间体的方法包括：在聚合反应条件下，将具有如下式Ⅴ所示结构的第二多异氰酸酯以NCO基团计与含反应基团的磺酸盐以反应基团计按照摩尔比3：1接触反应，所述反应基团为OH、NH₂或NH，

式Ⅴ。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述磺酸盐的阳离子为选自Na⁺、K⁺、NH₄⁺或NR′₄⁺中的任一种，R′为C₁-C₄烷基。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述磺酸盐选自羟乙基磺酸钠、羟甲基磺酸钠、4-羟基丁基磺酸钠、对氨基苯磺酸钠、2-氨基乙基磺酸钠和环己基氨基乙基磺酸钠中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述聚合反应条件包括：在60-90℃温度下，搅拌反应1-4h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述S2中，所述中间体和所述第一多异氰酸酯中所含的NCO基团与多元醇和有机羧酸中所含的OH基团的摩尔比为(1.5-2.4)：1。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述S2中，所述有机羧酸的添加量为所述水性聚氨酯干重的1-4wt％。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述S2中，所述中间体中所含的磺酸根和所述有机羧酸中羧酸根的摩尔比为(0.25-4)：1，且以所制备的水性聚氨酯的干基重量为基准，所述羧酸根和磺酸根的总重量为1-1.5重量％。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述S2中，所述中间体中所含的磺酸根和所述有机羧酸中羧酸根的摩尔比为(0.5-2)：1。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述S2中多元醇包括聚合物多元醇和单体多元醇，且以所述多元醇100重量份为基准，所述聚合物多元醇的含量为95-100重量％，所述单体多元醇的含量为0-5重量％。