[发明专利]一种高分子量水性聚氨酯树脂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高分子量水性聚氨酯树脂及其制备方法。本发明提供的一种高分子量水性聚氨酯树脂的制备方法，包括以下步骤：将多元醇、多异氰酸酯、助剂在溶剂中通过一个或多个步骤进行反应制备聚氨酯预聚体；将所述聚氨酯预聚体转移至干燥的容器内，向其中加入一混合液，再接着加入水乳化，获得高分子量水性聚氨酯树脂；其中，所述混合液为后扩链剂与所述溶剂的混合，摩尔比为1：20～50。根据本发明制备方法获得的水性聚氨酯树脂分子量高、物理机械性能好、耐热性好，具有油性聚氨酯树脂特性，而且不含任何有机溶剂，安全环保。

技术领域

本发明涉及聚合物材料领域，具体涉及种高分子量水性聚氨酯树脂及其制备方法。

背景技术

水性聚氨酯树脂是一种环保型聚氨酯材料，水性聚氨酯树脂产品以水作为溶剂，无毒环保。但是与传染的油性聚氨酯树脂相比，由于水性聚氨酯树脂合成过程中受粘度和温度的影响，水性聚氨酯树脂分子量远不如油性聚氨酯树脂，使得水性聚氨酯树脂性能比油性聚氨酯树脂差。

目前现有技术过程中，制备水性聚氨酯树脂的合成过程分为合成阶段与乳化阶段。为了提高水性聚氨酯树脂分子量，是通过在乳化阶段前加入溶剂降低预聚体粘度，然后加水乳化，乳化打开后再加入后扩链剂，以提高水性聚氨酯树脂分子量。但是，一方面，由于后扩链剂一般为有机胺类化合物，其与异氰酸根封端的聚氨酯预聚体反应速度很快，极易出现凝聚，另一方面，但当聚氨酯预聚体分散于水中之后再加入后扩链剂，由于异氰酸根会与水反应，会存在水与后扩链剂竞争反应，扩链效率不高。因此，改善水性聚氨酯树脂制备过程中的制备工艺，提高水性聚氨酯树脂的性能十分重要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的之一在于提供一种高分子量水性聚氨酯树脂的制备方法，用于解决现有技术中水性聚氨酯树脂制备过程中乳液不稳定、水性聚氨酯树脂分子量低的问题。

本发明的另一个目的是提供一种通过如上所述、如下详述的制备方法获得的高分子量水性聚氨酯树脂。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过包括以下技术方案实现的：

一种高分子量水性聚氨酯树脂的制备方法，包括以下步骤：将多元醇、多异氰酸酯、助剂在溶剂中通过一个或多个步骤进行反应制备聚氨酯预聚体；将所述聚氨酯预聚体转移至干燥的容器内，向其中加入一混合液，再接着加入水乳化，获得高分子量水性聚氨酯树脂；其中，所述混合液为后扩链剂与所述溶剂的混合，摩尔比为1：20～50。

可选地，所述多元醇与所述多异氰酸酯的摩尔比为1：2～4。

可选地，所述聚氨酯预聚体理论分子量为2000～6000g/mol。

可选地，所述后扩链剂为伯氨基化合物，官能度为2～4。

可选地，所述混合液通过滴加的方式加入至所述聚氨酯预聚体中。

可选地，所述混合液中所述溶剂的含量为固体份的0.8～1.2，所述固体份是指所述多元醇、所述多异氰酸酯、所述助剂以及所述后扩链剂组成的反应物量。

可选地，所述助剂包括：亲水性扩链剂、非亲水性扩链、中和剂。

更进一步地，所述溶剂为无水丙酮。

更进一步地，所述高分子量水性聚氨酯树脂的制备方法还包括脱溶步骤，将获得的所述高分子量水性聚氨酯树脂减压蒸馏脱除所述溶剂。