[发明专利]一种阴离子与非离子混合型水性聚氨酯分散体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子树脂技术领域，具体公开了一种阴离子与非离子混合型水性聚氨酯分散体及其制备方法。

背景技术

目前水性聚氨酯分散体基本以内乳化的工艺进行制备，在聚氨酯树脂结构中引入亲水扩链剂，使聚氨酯树脂具有亲水性，然后高速分散在水中从而制备出水性聚氨酯分散体。水性聚氨酯分散体以水作为分散介质，安全环保无毒，广泛用于合成革、纺织涂层和粘合剂中。

目前水性聚氨酯分散体有离子型和非离子型两种。相对于非离子型来说，离子型水性聚氨酯分散体具有优良的耐热性、相对较好的耐水性和优异的机械强度。但是，离子型水性聚氨酯分散体耐酸碱盐介质稳定性差，耐冻融稳定性较差。而相对于离子型来说，非离子型水性聚氨酯的耐水性很差，机械强度低。但是，非离子型水性聚氨酯分散体耐酸碱盐介质稳定性非常优异，耐冻融稳定性也较佳。

专利CN102408536A使用两端带有羟基基团的聚乙二醇和端氨基磺酸盐制备混合型水性聚氨酯分散体，制备的分散体固体含量高，机械性能优异。但是磺酸盐本身耐水性很差，这种结构的混合型水性聚氨酯分散体耐水性不好。按照专利CN104910343A公布的方法制备出的分散体也同样存在耐水性不好的弊端。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的缺陷，提供一种阴离子与非离子混合型水性聚氨酯分散体及其制备方法，该水性聚氨酯分散体储存稳定性好，耐水性佳，机械性能优异。

为了实现以上目的，本发明通过包括以下技术方案实现的：本发明第一方面提供一种阴离子与非离子混合型水性聚氨酯分散体，包括以下原料组分及重量百分比：

优选地，所述大分子多元醇为120-140份。

优选地，所述异氰酸酯为35-40份。

优选地，所述双端羟基非离子型亲水扩链剂为13-17份。

优选地，所述羧酸型亲水扩链剂为2-4份。

优选地，所述中和剂为1-2份。

优选地，所述小分子多元醇扩链剂为2-5份。

优选地，所述小分子胺后扩链剂3-6份。

优选地，所述双端羟基非离子型亲水扩链剂为含有两个端羟基的Y形侧链非离子型亲水扩链剂，所述双端羟基非离子型亲水扩链剂为双端羟基聚环氧乙烷。

优选地，所述双端羟基非离子型亲水扩链剂的分子式为：

其中，-R-为-CH₂-、-CH₂-CH₂-、-CH₂-COO-NH-；-R′-为-CH₃；为其中，n为15-50的整数。

优选地，所述大分子多元醇包括聚环氧丙烷、聚己内酯二醇、聚四氢呋喃二醇、聚碳酸酯二醇和聚己二酸丁二醇酯二醇中的任意一种或多种。

优选地，所述异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯中的任意一种或多种。

优选地，所述羧酸型亲水扩链剂为二羟甲基丙酸。

优选地，所述中和剂包括三乙胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的任意一种或多种。

优选地，所述小分子多元醇扩链剂包括三羟甲基丙烷、甘油、丁二醇、乙二醇和环己二甲醇中的任意一种或多种。

优选地，所述小分子胺后扩链剂包括乙二胺、异氟尔酮二胺、甲苯二胺和二氨基二环己基甲烷中的任意一种或多种。

本发明第二方面提供一种制备如上述所述的阴离子与非离子混合型水性聚氨酯分散体的方法，包括以下步骤：

1)将所述大分子多元醇、所述双羟基聚环氧乙烷与所述异氰酸酯在80-100℃下搅拌1-3h，然后加入所述羧酸型亲水扩链剂在80-100℃下搅拌1-2h，继续加入所述小分子多元醇扩链剂在80-100℃下搅拌1-2h，得到获得水性聚氨酯预聚体；

2)将所述水性聚氨酯预聚体降温至1-20℃，加入所述中和剂后转移至高速分散机内，高速搅拌下加入去离子水；然后加入所述小分子胺后扩链剂低速搅拌1-10min，得到获得阴离子与非离子混合型水性聚氨酯分散体。