[发明专利]一种新型复合离子无溶剂水性聚氨酯及其制备方法

说明书

一种新型复合离子无溶剂水性聚氨酯及其制备方法，属于水性聚氨酯制备领域，包括如下重量份数的组分：二异氰酸酯50‑200份，二元醇150‑350份，小分子扩链剂1‑20份，非离子亲水扩链剂10‑45份，阳离子封端剂1‑20份，氨基磺酸盐亲水扩链剂3‑20份，去离子水400‑1200份。本发明的优点是：（1）本发明从源头彻底消除了有机污染，节约了有机溶剂资源，消除了安全隐患，改善了劳动者就业环境；（2）缩减了生产工艺，无重金属污染，降低了生产成本；（3）同时引入非离子和磺酸盐基团，具有更高的耐电解质性能，与其他材料配伍性佳，适用领域更广；（4）同时引入阴、阳离子，利于树脂干燥过程中的粒子间融合，具有更高的力学性能。

技术领域

本发明属于水性聚氨酯制备领域，具体地说是一种新型复合离子无溶剂水性聚氨酯及其制备方法。

背景技术

水性聚氨酯由于特殊的分子结构及聚集状态结构具有成膜性能好、热、力学性能优良、耐水、耐寒、耐曲折等特点被广泛用于纺织印染、皮革加工、涂料、粘合剂、建筑等领域。

现有技术中，水性聚氨酯的制备主要分为两个阶段，首先制备具有亲水性预聚体，然后中和乳化制备水性聚氨酯，第一阶段，为使亲水扩链剂二羟甲基丙酸(DMPA)溶解于预聚体中，通常需要加入大量有机溶剂，得到产物后再用减压蒸馏的方法除去有机溶剂，此种方法的缺点是消耗大量有机溶剂和能源，对环境造成一定污染；另外为了提高亲水扩链剂与预聚体的相容性，常采用低熔点高成本的的二羟甲基丁酸(DMBA)，这势必提高生产成本；采用羧酸型亲水扩链剂通常采用易燃易爆高挥发性有机胺类中和剂，既不利于安全生产，也不利于劳动者及消费者的人身健康；羧酸型阴离子水性聚氨酯与电解质材料(酸、碱、盐)配伍性差，应用领域受限。

专利CN108530600A提供了一种无溶剂水性聚氨酯树脂的制备方法，其中亲水扩链剂采用二羟甲基丁酸，合成过程中不用有机溶剂，一定程度上缩短了反应时间，但是提高了生产成本，同时采用有机胺类中和剂，增加了生产和使用风险；另外，所制备的树脂与阳离子材料配伍性差。

专利CN109096468A提供了一种无溶剂水性聚氨酯树脂的制备方法，亲水扩链剂采用二羟甲基异戊酸和非离子亲水扩链剂，制备过程中不使用有机溶剂，以水作为分散介质，属于清洁生产，但是采用有机胺类中和剂，增加了生产和使用风险，同时对消费者和环境造成负面影响。另外，所制备的树脂与阳离子材料配伍使用时易出现絮凝。

发明内容

本发明提供一种新型复合离子无溶剂水性聚氨酯，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种新型复合离子无溶剂水性聚氨酯，包括如下重量份数的组分：

二异氰酸酯50-200份，二元醇150-350份，小分子扩链剂1-20份，非离子亲水扩链剂10-45份，阳离子封端剂1-20份，氨基磺酸盐亲水扩链剂 3-20份，去离子水400-1200份。

如上所述的一种新型复合离子无溶剂水性聚氨酯，所述的二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、苯亚甲基二异氰酸酯、1,5-奈二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯中的任意一种或任意两种以上以任意比例混合的混合物。

如上所述的一种新型复合离子无溶剂水性聚氨酯，所述的二元醇为聚四氢呋喃二元醇、聚酯二元醇、聚丙二醇中的任意一种或任意两种以上以任意比例混合的混合物。

如上所述的一种新型复合离子无溶剂水性聚氨酯，所述的二元醇数均分子量为400-4000。

如上所述的一种新型复合离子无溶剂水性聚氨酯，所述的小分子扩链剂为乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、1,8-辛二醇、环己基甲二醇、氢醌羟乙基醚、三甲基戊二醇任意一种或任意两种以上以任意比例混合的混合物。