[发明专利]一种水性聚氨酯乳液的制备工艺

说明书

本申请提供了一种水性聚氨酯乳液的制备工艺，包括以下步骤：a)将二氧化碳共聚物多元醇、脂肪族二异氰酸酯和亲水扩链剂在催化剂作用下反应，得到反应物；b)将所述反应物与环氧基硅烷偶联剂和成盐剂反应，得到预聚体；c)将所述预聚体加水乳化后，再与胺类扩链剂反应，得到水性聚氨酯乳液。按照本发明的制备工艺制得的水性聚氨酯乳液具有良好的耐水浸泡性和耐黄变性。

技术领域

本发明属于有机高分子材料技术领域，特别涉及一种水性聚氨酯乳液的制备工艺。

背景技术

聚氨酯是一种常见的高分子材料，其是指分子主链中含氨基甲酸酯键(-NHCOO-)的一类聚合物的统称，可广泛应用于涂料、胶黏剂、皮革涂饰剂、油漆、油墨粘合剂、造纸施胶、包装膜、防水纺织物等众多领域。聚氨酯中的水性聚氨酯由于采用水替代有机溶剂作为分散介质，克服了溶剂型聚氨酯污染严重的缺点，由于具有无毒、节能、高强度和安全可靠等特点，水性聚氨酯正逐步取代传统溶剂型聚氨酯乳液材料。

目前，水性聚氨酯乳液的合成方法主要为内乳化法，即在聚氨酯分子结构中引入亲水基团并分散成乳液的方法。但是，内乳化法合成的水性聚氨酯乳液产品易吸水从而导致产品湿附着力差，不耐水浸泡，且还容易黄变，导致其在实际应用方面产生很大限制。例如，公开号为CN104293159A的专利公开了一种水性聚氨酯涂料的合成工艺，其通过聚醚多元醇和芳香异氰酸酯反应并采用葡萄糖作为交联剂来合成水性聚氨酯乳液，再对水性聚氨酯乳液加入氨基硅烷偶联剂进行改性；但是，所得改性的水性聚氨酯乳液的耐水性极低，且易发生黄变。公开号为CN104449534A的专利公开了一种免底涂聚氨酯玻璃胶，以聚醚多元醇和异氰酸酯为主要原料合成聚氨酯预聚体，然后再加入缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷到预聚体中反应得到聚氨酯产品，然而，所得聚氨酯产品的耐水浸泡性仍然较差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水性聚氨酯乳液的制备工艺，按照本发明的制备方法，能够提高水性聚氨酯乳液的耐水浸泡性和耐黄变性。

本发明提供了一种水性聚氨酯乳液的制备工艺，包括以下步骤：

a)将二氧化碳共聚物多元醇、脂肪族二异氰酸酯和亲水扩链剂在催化剂作用下反应，得到反应物；

b)将所述反应物与环氧基硅烷偶联剂和成盐剂反应，得到预聚体；

c)将所述预聚体加水乳化后，再与胺类扩链剂反应，得到水性聚氨酯乳液。

优选的，所述步骤b)中，反应的温度为-10～50℃，时间为0.5～5h。

优选的，所述步骤a)中，反应的温度为70～90℃，时间为2～6h。

优选的，所述二氧化碳共聚物多元醇的数均分子量为2000～8000，羟基官能度为2～6，二氧化碳共聚物多元醇中碳酸酯基团的摩尔分率为0.25～0.45。

优选的，所述脂肪族二异氰酸酯选自六次甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和氢化二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种。

优选的，所述催化剂选自辛酸亚锡、二月桂酸二正丁基锡、醋酸锡和三乙醇胺中的一种或几种。

优选的，所述步骤b)中，在所述反应后，加入丙酮降粘，得到预聚体；

所述步骤c)中，在所述反应后，去除丙酮，得到水性聚氨酯乳液。

优选的，通过升温降压去除丙酮，升温降压至温度为40～80℃，压力为-1.5～-0.5MPa。

优选的，所述环氧基硅烷偶联剂选自KH-550硅烷偶联剂、KH-560硅烷偶联剂和KH-570硅烷偶联剂中的一种或几种；

所述成盐剂选自三乙胺、三丙胺、三丁胺、氢氧化钠和氨水中的一种或几种。