[发明专利]一种水性聚氨酯树脂及其制备方法

说明书

本发明涉及聚氨酯技术领域，具体涉及一种水性聚氨酯树脂及其制备方法。一种水性聚氨酯树脂，所述水性聚氨酯树脂的制备原料，按重量份计，至少包括以下组分：聚醚多元醇20‑40份、异氰酸酯10‑30份、溶剂15‑40份、扩链剂1‑10份、中和剂1‑5份、水30‑60份。本发明提供了一种水性聚氨酯树脂，其由聚醚多元醇和异氰酸酯共聚得到，且制备方法简单，反应条件温和，对反应设备要求不高，易规模化生产；同时本发明提供的水性聚氨酯具有较好的耐水解性及耐热性能。

技术领域

本发明涉及聚氨酯技术领域，具体涉及一种水性聚氨酯树脂及其制备方法。

背景技术

聚氨酯(PU)是指主链上含有大量氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)的高聚物聚氨基甲酸酯(Polyurethane)的简称，因其表现出优异的物化性能，成为在社会经济发展中不可缺少的一类高分子材料。聚氨酯树脂分为油性聚氨酯树脂和水性聚氨酯树脂，其中油性聚氨酯树脂是将高聚物聚氨基甲酸酯溶于二甲基酰胺(DMF)、酮类、甲苯等有机溶剂而得到，水性聚氨酯树脂是将高聚物聚氨基甲酸酯分散于水中而制得。由于水性聚氨酯在粘接强度、韧性、耐磨性、耐化学药品及耐水性等方面具有十分优异的性能，在涂料、粘合剂、皮革涂饰剂、涂料印花色浆、油墨领域逐步得到发展，并将在这些行业发展中产生重要影响。

油性聚氨酯树脂含有大量的二甲基酰胺(DMF)、酮类、甲苯等有机溶剂，在制造过程中对周围环境和现场操作人员的身体健康造成伤害，而且大量的溶剂挥发给生产过程造成严重的安全问题。而水性聚氨酯分散体以水作为分散介质，在使用过程中仅有水挥发进入大气，对环境无不良影响，同时采用水作为分散介质使得水性聚氨酯分散体还具有无毒，无味，不燃，不爆，安全的特点。近年来随着人们环保意识及环保法规的加强，水性聚氨酯分散液得到大力开发和推广。水性聚氨酯分散体作为一种绿色环保高分子材料应用极为广泛，替代油性聚氨酯树脂也是大势所趋。

然而，水性聚氨酯固有缺点是耐水性差，限制了它们的应用，这可能归因于亲水离子基团在结构中的插入，故与溶剂型聚氨酯相比表现出高亲水性。针对上述问题，本发明提供了一种耐水解性能优异得水性聚氨酯。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明得第一个方面提供了一种水性聚氨酯树脂，所述水性聚氨酯树脂的制备原料，按重量份计，至少包括以下组分：聚醚多元醇20-40份、异氰酸酯10-30份、溶剂15-40份、扩链剂1-10份、中和剂1-5份、水30-60份。

作为本发明一种优选的技术方案，所述聚醚多元醇的数均分子量为1000-5000。

作为本发明一种优选的技术方案，所述聚醚多元醇的羟值为40-80mgKOH/g。

作为本发明一种优选的技术方案，所述异氰酸酯为含有苯环或脂肪环的多异氰酸酯。

作为本发明一种优选的技术方案，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯和甲基环己基二异氰酸酯中的至少一种。

作为本发明一种优选的技术方案，所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯的组合，重量比为1：(1-2)。

作为本发明一种优选的技术方案，所述扩链剂选自乙二醇、1,2-丙二醇、1.3-丙二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、新戊二醇、2-甲-1,3-丙二醇、甘油、1,2,6-己三醇、1,2,4-丁三醇、三甘醇、四甘醇聚乙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、二甘醇、异戊四醇、葡萄糖醇、甘露糖醇、二丁二醇和聚丁二醇中的至少一种。

作为本发明一种优选的技术方案，所述扩链剂为丁二醇和乙二醇的组合，重量比为(1-5)：1。

作为本发明一种优选的技术方案，所述中和剂为胺类化合物。