[发明专利]一种水性聚氨酯树脂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种水性聚氨酯树脂，采用包括如下组分的原料反应制得：

A）二异氰酸酯封端预聚物，包括如下组分制备得到：

a1、至少一种二异氰酸酯，所述二异氰酸酯是六亚甲基二异氰酸酯，其加入量占7.0wt%-12.0wt%；

a2、包括聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇和聚己二酸酯二醇的至少两种，其加入量占80.0wt%-90.0wt%，其中聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇和聚己二酸酯二醇的摩尔比为1:0.5~3；所述聚己二酸酯二元醇选自聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇和聚己二酸-1,6-己二醇酯二元醇中的一种或两种；

a3、至少一种对异氰酸酯呈反应活性的、单官能度的含有聚乙氧基链段的组分，具有在500-4000g/mol的分子量，其加入量占1-4wt%；

a4、至少一种催化剂，其加入量占0.001-0.02wt%；

B）溶解稀释二异氰酸酯封端的预聚物的至少一种低沸点有机溶剂；

C）扩链剂，包括如下组分：

c1、至少一种含有活泼氢的磺酸型亲水扩链剂，加入量占0.3-3wt%；

任选的c2、至少一种含有活泼氢的二元胺小分子扩链剂，具有在59-200g/mol的分子量，其加入量占0.3-1.5wt%；

所述wt%以组分A）和组分C）的总重量为基准计；

其中，组分A）和C）的总和按100重量份计，其中组分A）为95.5-99.4重量份，组分C）为0.6-4.5重量份，组分B）的用量是组分A）和C）总质量的0.8-5倍。

2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯树脂，其中，

A）二异氰酸酯封端预聚物，包括如下组分制备得到：

a1、六亚甲基二异氰酸酯，其加入量占8.5wt%-10.0wt%；

a2、包括聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇和聚己二酸酯二醇的至少两种，其加入量占85.0wt%-88.0wt%,其中聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇和聚己二酸酯二醇的摩尔比为1:1~1.5；

a3、至少一种对异氰酸酯呈反应活性的、单官能度的含有聚乙氧基链段的组分，具有2000-3000g/mol的分子量，其加入量占1.5-3.5wt%；

a4、至少一种催化剂，其加入量占0.002-0.01wt%；

C）扩链剂，包括如下组分：

c1、至少一种含有活泼氢的磺酸型亲水扩链剂，加入量占0.4-1.1wt%；

任选的c2、至少一种含有活泼氢的二元胺小分子扩链剂，具有在59-200g/mol的分子量，其加入量占0.6-1.2wt%；

所述wt%以组分A）和组分C）的总重量为基准计；

组分B）的用量是组分A）和C）总质量的1-2倍。

3.根据权利要求2所述的水性聚氨酯树脂，其中，聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇和聚己二酸酯二醇的摩尔比为1:1.1-1.4。

4.根据权利要求1所述的水性聚氨酯树脂，其中，组分A）所述二异氰酸酯封端预聚物采用包括如下组分的原料反应制得：

a1、六亚甲基二异氰酸酯；

a2、聚己二酸一缩二乙二醇酯和选自聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇和聚己二酸-1,6-己二醇酯二元醇中的一种或两种聚己二酸酯二元醇；

a3、对异氰酸酯呈反应活性的、单官能度的含有聚乙氧基链段的组分，其分子量为500-3000g/mol；

a4、催化剂，其选自叔胺类催化剂、有机酸锡盐、有机酸铋盐中的一种或多种。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的水性聚氨酯树脂，其中，

a2包括（1）分子量在1000-2000g/mol的聚己二酸一缩二乙二醇；和（2）分子量在2000-4000g/mol的聚己二酸- 1,4 -丁二醇酯二元醇和/或分子量在2000-4000g/mol的聚己二酸- 1,6-己二醇酯二元醇；

a3包含一个羟基的聚氧化烯醚，且所述聚氧化烯醚的聚合单元为环氧丙烷和环氧乙烷或者环氧乙烷；

a4催化剂选自三乙胺、1,4-二氮杂双环-[2,2,2]-辛烷、氧化二丁锡、二辛酸锡、二月桂酸二丁锡、双-(2-乙基己酸)锡、新癸酸铋和2-乙基己酸铋中的一种或多种。