[发明专利]一种刺激响应型高耐水性水性聚氨酯乳液的制备方法

说明书

本发明公开了一种刺激响应型高耐水性水性聚氨酯乳液的制备方法，涉及高分子聚氨酯乳液制备技术领域。包括步骤1、刺激响应型乳化剂的制备:合成中间含二硫键的小分子引发剂；以所合成的中间含二硫键的引发剂引发疏水性单体制备大分子引发剂；以大分子引发剂引发亲水性单体来制备得到刺激响应型乳化剂；步骤2、高耐水性水性聚氨酯乳液的制备:将上述制备的刺激响应型乳化剂作为外乳化剂用于水性聚氨酯乳液制备，制备得到刺激响应型高耐水性水性聚氨酯乳液。本发明通过制备一种中间含二硫键的还原响应型乳化剂，并将此类刺激响应型乳化剂作为外乳化剂可用于制备具有还原响应型高耐水性水性聚氨酯乳液。

技术领域

本发明属于高分子聚氨酯乳液制备技术领域，特别是涉及一种刺激响应型高耐水性水性聚氨酯乳液的制备方法。

背景技术

水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，其分子结构中含氨基甲酸酯基、脲键和离子键，内聚能高，粘结力强，且可通过改变软段长短和软硬段的比例调节聚氨酯性能，这使得水性聚氨酯广泛应用于涂料、胶粘剂、皮革涂饰剂、织物整理剂等。由于以水作分散介质，水性聚氨酯乳液相对于溶剂型聚氨酯具有以下优点：(1)体系中不含有毒的-NCO基团，气味小，安全环保；(2)水性聚氨酯可以与其它水性乳液共混或共聚共混，可降低成本或得到性能更为多样化的乳液；(3)水作连续相，体系粘度与聚氨酯树脂分子量无关，且比固含量相同的聚氨酯溶液粘度低。

目前，根据水性聚氨酯的合成工艺，可以分为内乳化法和外乳化法，外乳化法的工业化生产受到限制的主要原因有三方面，1)制备的乳胶粒径较大，2)乳化剂的加入对聚氨酯的耐水性有较大影响，会使聚氨酯的耐水性降低，3)传统乳化剂的加入量较大，4)而且表面活性剂在成膜过程及使用周期中会不断迁移，会严重影响乳液的后期性能，造成涂饰成膜耐水性和耐湿擦性能不好。因此大部分水性聚氨酯的生产采用的是内乳化工艺。但普通内乳化法制备的水性聚氨酯中亲水基团分布不可控从而不可避免的存在一定厚度的水合层，油相与水相的界限不是很清晰，导致水合层厚、固含量难以提高。目前改进内乳化水性聚氨酯固含量低，粘度大的有效方法就是在水性聚氨酯的合成过程中在保证稳定性的前提下实现外乳化，但对于这一部分内容，国内外研究都比较少。

中国专利公布号为CN104672422A的专利公布一种以聚氨酯树脂为疏水亲油链段，以羧酸醇、氨基磺酸盐、氨基酸或羟基磺酸盐为亲水端化合物，亲水端通过与疏水亲油链段的异氰酸酯键反应而连接的乳化剂，但这类乳化剂仍不能解决聚氨酯耐水性问题。不管是内乳化法还是外乳化法制备得到的水性聚氨酯均具有耐水性差的问题，且耐水性差的问题一直是水性聚氨酯的缺陷，从而限制了其在很多方面的应用。

为了克服水性聚氨酯耐水性差的问题，我们制备一种刺激响应型乳化剂，进而制备一种刺激响应型高耐水性水性聚氨酯乳液，通过还原响应性刺激，可以使大部分乳化剂中的二硫键断裂，去除体系中亲水部分聚合物链，增强乳化剂中疏水性部分链段与聚氨酯的疏水相互作用从而来提高水性聚氨酯的耐水性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刺激响应型高耐水性水性聚氨酯乳液的制备方法，通过制备一种中间含二硫键的还原响应型乳化剂，并将此类刺激响应型乳化剂作为外乳化剂用于制备具有还原响应型高耐水性水性聚氨酯乳液；制备的水性聚氨酯成膜后，膜致密度、疏水性明显增加，吸水率明显降低。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的:

本发明为一种刺激响应型高耐水性水性聚氨酯乳液的制备方法，包括:

步骤1、刺激响应型乳化剂的制备:合成中间含二硫键的小分子引发剂；以所合成的中间含二硫键的引发剂引发疏水性单体制备大分子引发剂；以大分子引发剂引发亲水性单体来制备得到刺激响应型乳化剂；

步骤2、高耐水性水性聚氨酯乳液的制备:将上述制备的刺激响应型乳化剂作为外乳化剂用于水性聚氨酯乳液制备，制备得到刺激响应型高耐水性水性聚氨酯乳液。