[发明专利]水性聚氨酯乳液、其制备方法及应用

说明书

本发明涉及水性聚氨酯乳液、其制备方法及应用。所述水性聚氨酯乳液包括聚氨酯树脂；所述聚氨酯树脂为(a)每分子中含有至少两个异氰酸酯基的多异氰酸酯化合物、(b)聚酯多元醇、(c)含有吡啶环结构与磺酸基或其盐的多元醇以及(d)含有酸性基团的多元醇的反应产物。所述水性聚氨酯乳液的聚氨酯树脂既含有非离子亲水链段，还含有磺酸基团以及吡啶环结构，赋予了水性聚氨酯乳液优异的稳定性、耐黄变性能，较高的粘结强度和抗物理收缩性能。

技术领域

本发明涉及水性高分子材料领域，具体而言，涉及水性聚氨酯乳液、其制备方法及应用。

背景技术

水性聚氨酯以水为分散介质，属于绿色高分子材料，已被广泛应用于胶粘剂、涂料、纸张涂层、皮革涂饰剂、纤维或织物处理剂等产品中。

根据水性聚氨酯分子链上亲水基团的不同，其可以分为非离子型、阳离子型及阴离子型水性聚氨酯，其中，阴离子型水性聚氨酯的亲水中心一般为羧酸盐或者磺酸盐。

目前，市售的水性聚氨酯产品主要以羧酸盐型水性聚氨酯为主，固含量较低，一般仅为15％～40％。因此，将水性聚氨酯产品固含量提高到50％附近一直是本领域的研究目标。

美国专利文献US4870129报道了一种采用磺酸盐型亲水扩链剂制备水性聚氨酯胶粘剂的方法，固含量为40％～50％。该专利中采用的多异氰酸酯和亲水扩链剂均为脂肪族，因此，制备得到的水性聚氨酯结晶性能、初粘性以及抗物理收缩性能还有待提高。专利文献US5608000采用聚己二酸己二醇酯、间苯二甲酸-5-磺酸钠的聚酯二醇为软段，制备了磺酸盐水性聚氨酯，所得水性聚氨酯胶粘剂结晶速度快、初粘性高；然而，该水性聚氨酯分子链中含有苯环结构，虽然提高了胶粘剂的结晶性能和初粘性，但是耐黄变性能差。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种水性聚氨酯乳液，其聚氨酯树脂既含有非离子亲水链段，还含有磺酸基团以及吡啶环结构，赋予了水性聚氨酯乳液优异的稳定性、耐黄变性能，较高的粘结强度和抗物理收缩性能。

本发明的第二目的在于提供上述水性聚氨酯乳液的制备方法，该方法简单高效、具有工业化推广前景，制备所得的水性聚氨酯乳液稳定性好、固含量高。

本发明的第三目的在于提供包含上述水性聚氨酯乳液的水性聚氨酯分散体。

本发明的第四目的在于提供上述水性聚氨酯乳液、水性聚氨酯分散体在涂料、油墨、胶黏剂、涂饰剂方面的应用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

水性聚氨酯乳液，其包括聚氨酯树脂；

所述聚氨酯树脂为(a)每分子中含有至少两个异氰酸酯基的多异氰酸酯化合物、(b)聚酯多元醇、(c)含有吡啶环结构与磺酸基或其盐的多元醇以及(d)含有酸性基团的多元醇的反应产物。

可选地，所述(c)为具有式(1)所示的结构的多元醇；

其中，R₁选自氢及取代或未取代的C₁～C₆烷基；

R₂选自氢、取代或未取代的C₁～C₆烷基及单价正离子；

R₃选自氢、取代或未取代的C₁～C₆烷基、取代或未取代的C₁～C₆杂烷基；