[发明专利]一种胍胶改性水性聚氨酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料改性方法技术领域，具体涉及一种胍胶改性水性聚氨酯的制备方法。

背景技术

聚氨酯(PU)是分子链中含有重复氨基甲酸酯结构单元的一类化合物统称，其高性能和优良外观在市场上一直处于领跑者地位。由于环保意识的加强和对国家环保政策的响应，传统的溶剂型聚氨酯逐渐取代，水性聚氨酯(WPU)应运而生。

自发现以来，水性聚氨酯(WPU)由于具有环保无污染、运输安全、价格低廉等特点，已被广泛应用于各个领域，如：皮革、涂料、织物涂层等方面。然而，传统的水性聚氨酯(WPU)大多为线型结构、制备过程中引入了亲水基团，导致其力学性能、耐水性等不够理想，使其进一步应用受到限制；同时石化资源逐渐枯竭，寻找新的可再生资源制备水性聚氨酯(WPU)已成为时代热点。

胍胶(GG)来自植物内胚乳，结构单元上含有大量羟基，生物可降解，用于改性水性聚氨酯(WPU)具有广阔的前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种胍胶改性水性聚氨酯的制备方法，制备得到的胍胶改性水性聚氨酯具有良好的力学性能。

本发明所采用的技术方案是，一种胍胶改性水性聚氨酯的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、按照质量百分比分别称取如下原料：

多元醇30％～50％，胺类1％～5％，含亲水基团的小分子扩链剂2％～5％，胍胶0.1％～5％，多异氰酸酯10％～15％，有机金属催化剂0.1％～1％，小分子扩链剂1％～5％，水15％～45％，以上组分的含量总和为100％；

步骤2、将步骤1中称取的多元醇、胺类、含亲水基团的小分子扩链剂及胍胶混合，得到羧酸胺的醇类混合物；

步骤3、将步骤1中称取的多异氰酸酯和有机金属催化剂添加到经步骤2得到的羧酸胺的醇类混合物中，经搅拌后得到含有端异氰酸酯基团的预聚体；

步骤4、将步骤1中称取的小分子扩链剂添加到经步骤3得到的含有端异氰酸酯基团的预聚体中，采用搅拌的方式使两者混合均匀，得到混合物料；

步骤5、将经步骤4得到的混合物料添加到步骤1中称取的水中，搅拌均匀后得到胍胶改性水性聚氨酯。

本发明的特点还在于：

多元醇为聚酯多元醇、聚酰胺多元醇、聚缩醛多元醇、聚烯烃多元醇或聚醚多元醇。

胺类为叔胺，具体为三乙胺、N-甲基二乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺或三乙醇胺。

含亲水基团的小分子扩链剂，具体为二羟甲基丙酸、乙二羟基乙磺酸盐、乙二胺基乙磺酸盐或二乙醇胺。

多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六次亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。

有机金属催化剂为二醋酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、异辛酸铋或异辛酸钾。

小分子扩链剂为乙二胺、1，4-丁二醇、甘油、二羟甲基丙烷或乙二醇胺。

在步骤2中：搅拌时间为1h～2h。

在步骤3中：温度控制在50℃～90℃，搅拌时间为2h～6h。

在步骤4中：温度控制在20℃～60℃，搅拌时间为0.5h～3h。

在步骤5中：温度控制在20℃～40℃，搅拌时间为30min～120min。

本发明的有益效果在于：

(1)采用本发明一种胍胶改性水性聚氨酯的制备方法制备出的水性聚氨酯，具有较好的力学性能。

(2)本发明一种胍胶改性水性聚氨酯的制备方法制备出的水性聚氨酯可应用于皮革、纺织、涂料等众多领域，在合成革和皮革涂饰等领域具有较为广泛的用途。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种胍胶改性水性聚氨酯的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、按照质量百分比分别称取如下原料：

多元醇30％～50％，胺类1％～5％，含亲水基团的小分子扩链剂2％～5％，胍胶0.1％～5％，多异氰酸酯10％～15％，有机金属催化剂0.1％～1％，小分子扩链剂1％～5％，水15％～45％，以上组分的含量总和为100％；

多元醇为聚酯多元醇、聚酰胺多元醇、聚缩醛多元醇、聚烯烃多元醇或聚醚多元醇；

胺类为叔胺，具体为三乙胺、N-甲基二乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺或三乙醇胺；

含亲水基团的小分子扩链剂，具体为二羟甲基丙酸、乙二羟基乙磺酸盐、乙二胺基乙磺酸盐或二乙醇胺；

多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、六次亚甲基二异氰酸酯(HDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)；