[发明专利]一种高含固阴离子水性聚氨酯乳液及其制备方法

说明书

本发明涉及纺织领域，公开了一种高含固阴离子水性聚氨酯乳液及其制备方法。该制备方法包括以下步骤：原料准备：聚合单体、粘度调节剂、辅助剂和水；预聚；扩链；封端；乳化制得高含固阴离子水性聚氨酯乳液产品。本发明制备方法的可控性强，工艺流畅。采用该方法制备的高含固阴离子水性聚氨酯乳液产品可广泛用于各类纺织产品的弹性胶浆印花及涂层加工。该聚氨酯高分子中引入了适量的聚醚侧链，在显著提高产品乳液固含量和稳定性的同时，还可赋予其较低的粘度和适中的成膜速度。同时，在该聚氨酯高分子尾基还引入了适量的交联型活性封端，因此其胶膜弹性足、手感细腻平滑、有韧性。

技术领域

本发明涉及各类纺织产品的弹性胶浆印花及涂层加工的高含固阴离子水性聚氨酯乳液，具体涉及一种高含固阴离子水性聚氨酯乳液及其制备方法。

背景技术

在纺织领域，涂料印花及风格涂饰技术由于显著的节能降耗特点及其丰富多变的成品效果使其成为发展最快的纺织印染加工技术，也是最重要的发展方向之一。近年来，消费市场对于针织产品的认可广泛且需求旺盛，然而适用于针纺织品涂料印花或涂饰的高弹、高含固水性高分子却依然是限制这一产业领域发展的瓶颈。这其中，具有优异弹性的高含固阴离子聚酯型水性聚氨酯高分子树脂乳液的制备技术及综合性能良好的相关产品更是少见。目前，基于现有技术的相关产品主要有水性(改性)聚丙烯酸酯、水性(改性)聚氨酯、水性聚氨酯改性聚丙烯酸酯等，但这些常规产品普遍存在因含固量较低而不适于制备涂料印花色浆和涂饰加工，或因弹性较差而不适用于针织纺织品等问题。这些水性高分子一般是通过将各种单体共聚、嵌段或对其进行接枝、封端、互穿网络、共混等改性方法来实现的。

目前，聚氨酯基水性高分子及高含固水性聚氨酯树脂乳液的制备方法包括以下几种：

(1)端羟基聚丁二烯改性阴离子水性聚氨酯的制备方法，它的原料包括聚合单体、改性剂、辅助剂和水，其中：聚合单体包括聚醚多元醇、二异氰酸酯、阴离子扩链剂、非离子扩链剂；改性剂为聚顺丁二烯；辅助剂包括聚合催化剂、中和剂和稀释剂。

如严小妹、沈慧芳、杨标等人所著“端羟基聚丁二烯改性水性聚氨酯的合成与性能”(《涂料工业》2012年42卷第4期)公开了端羟基聚丁二烯改性水性聚氨酯的制备方法，它的原料中：聚合单体为聚醚二元醇N220、异佛尔酮二异氰酸酯和二羟甲基丙酸、乙二胺、1,4-丁二醇；改性剂为端羟基聚顺丁二烯；辅助剂包括聚合催化剂二月硅酸二正丁锡、中和剂三乙胺、稀释剂丙酮；乳化介质为去离子水。

该方法制备出的聚丁二烯改性阴离子水性聚氨酯具有良好的分散稳定性，相对于未改性的阴离子水性聚氨酯，其胶膜也具有相对较好的耐水性和低温柔软性。然而，该方法制备的水性聚氨酯为聚醚型结构，不适用于涂料印花加工；其固含量较低，也不适用于制备弹性胶浆。此外，由于其聚醚含量较高，使得材料胶膜的吸水性仍高达30％左右。

(2)高含固聚氨酯改性聚丙烯酸酯乳液的制备方法，它的原料主要包括聚多元醇、二异氰酸酯、丙烯酸烷基酯、辅助剂和水。

如戚栋明、陈智杰、高玉洁等人在专利申请CN 201410211412.X中公开了“微悬浮聚合制备亚微米级聚氨酯改性聚丙烯酸酯共聚乳胶的方法”，它的原料中：聚多元醇为聚四氢呋喃二醇等；二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯；丙烯酸烷基酯为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯等；辅助剂为催化剂二月桂酸二丁基锂、引发剂偶氮二异丁腈、分散剂聚乙烯醇、助乳化剂十六烷。