[发明专利]油性聚氨酯高聚物无溶剂型亲水性改性方法

说明书

本发明公开了一种油性聚氨酯高聚物无溶剂型亲水性改性方法，包括如下步骤：S1、二异氰酸酯的亲水接枝改性；S2、合成材料的预热及预聚；S3、降低S2中体系温度至60‑80℃，并加入催化剂反应，反应温度为80℃‑110℃，继续反应2‑6h；S4、扩链：降低体系温度至40‑80℃，加入剩余的扩链剂进一步进行扩链反应；S5、终止反应；S6、乳化：将S5中的溶液降至常温后加入至高速分散釜内，根据配方最终固含量，在常温常压下，分次加入去离子水，并以500‑900r/min的转速下剪切乳化。本发明中的油性聚氨酯高聚物无溶剂型亲水性改性方法，适用性强，在不替换原有溶剂型树脂配方的前提下，可实现油性聚氨酯的水性改性过程，分子量最高可达到常规溶剂型分子量的20万量级。

技术领域

本发明涉及水基高分子聚合材料技术领域，尤其涉及一种油性聚氨酯高聚物无溶剂型亲水性改性方法。

背景技术

聚氨酯树脂组合物，由于对各种材料的粘合性高且各种的物性优异，因此被广泛用作为被覆剂、涂料、粘合剂或印刷油墨等领域当中。

传统的溶剂型高分子量聚氨酯树脂，一般是通过DMF(二甲苯，溶剂)溶解PEBA2000(多元醇)和EG(乙二醇)，与MDI(二苯甲烷二异氰酸酯)在催化剂下加热反应，并通过加入DMF(二甲基甲酰胺)稀释调节树脂粘度，最后加入甲苯和助溶剂后，加入甲醇终止反应。反应体系中含有大量有机溶剂，制得的树脂在使用过程中易产生VOCs，不环保。

近年由于来自社会或产业界的要求，希望不使用有机溶剂的水性(水系)的组合物，通过不使用有机溶剂，经济上也有利。因此最近在普遍地进行由使用有机溶剂的聚氨酯树脂组合物向使用水分散体的水性的聚氨酯树脂组合物的变换。

现有的聚氨酯树脂的水性改性方法，一般是预先设计PUD配方，然后在丙酮溶剂中进行预聚后，再在预聚过程引入DMPA或磺酸基团进行亲水性扩链，反应结束后需要引入胺类物质进行碱中和，并加入去离子水进行乳化，并在真空下除去丙酮，进而并实现树脂的亲水、乳化。但是上述方法，合成过程涉及胺类成盐，同时分子量一般不超过10万数量级。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种油性聚氨酯高聚物无溶剂型亲水性改性方法，适用性强，在不替换原有溶剂型树脂配方的前提下，可实现油性聚氨酯的水性改性过程，分子量最高可达到常规溶剂型分子量的20万量级。

本发明的技术方案如下：

一种油性聚氨酯高聚物无溶剂型亲水性改性方法，包括如下步骤：

S1、二异氰酸酯的亲水接枝改性；

S2、合成材料的预热及预聚：将多元醇搅拌并预热至50-55℃，将S1中全部的二异氰酸酯分次加入到多元醇中搅拌反应1-3h；

S3、降低S2中体系温度并加入催化剂反应，反应温度为80℃-110℃，继续反应时间为2-6h；

S4、扩链：降低体系温度至60-80℃，加入扩链剂进行扩链反应；

S5、终止反应：加入终止剂终止反应

S6、乳化：将S5中的溶液加入至高速分散釜内，根据配方最终固含量，在常温常压下，分次加入去离子水，并以500-900r/min的转速下剪切乳化；

上述各组分占反应体系总质量的质量百分数如下：

进一步的，步骤S1中所述二异氰酸酯为改性MDI、IPDI、TDI、HDI、HMDI 的其中一种或组合。

进一步的，上述二异氰酸酯改性方法如下，