[发明专利]一种阳离子型自修复水性聚氨酯及制备方法

说明书

本发明公开一种阳离子型自修复水性聚氨酯及制备方法，通过聚合物二元醇、二异氰酸酯、亲水性扩链剂、双硫键和酰腙键化合物合成含双硫键和酰腙键的水性阳离子聚氨酯；本发明利用双硫键和酰腙键的可逆反应的化学键以及聚氨酯自身的氢键作用，实现聚氨酯的无限次自我修复，具有防尘、杀菌、环保、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。由于聚氨酯的骨架上带有阳离子基团对水硬度不敏感，可在酸性条件下应用，特别适用于阴离子型皮革、纺织、造纸和玻璃表面处理，在皮革、涂料、胶黏剂、纺织和造纸等领域有着较好的应用。

技术领域

本发明涉及水性聚氨酯技术领域，具体涉及一种阳离子型自修复水性聚氨酯及制备方法。

背景技术

阳离子型水性聚氨酯是将叔胺官能团引入到聚氨酯链，在骨架上形成阳离子基团。由于其所形成离子为季铵盐，粒子带正电荷，与空气中粉尘所带的电荷相同，表面具有黏结性和浸润性，具有一定的防尘和杀菌作用，特别适用于阴离子型皮革、纺织、造纸和玻璃表面处理；对水的硬度不敏感，可以在酸性条件下使用。

阳离子型水性聚氨酯在使用过程中，因摩擦、碰撞和弯曲造成的机械损伤，会破坏材料美观、影响材料性能，最终缩短材料使用寿命。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种阳离子型自修复水性聚氨酯的制备方法，包括步骤：

S1，将聚合物多元醇加热至100℃～130℃，真空脱水1h～2h；

S2，对步骤S1中所得溶液进行氮气保护，并降温至60℃～90℃，加入多异氰酸酯和催化剂，反应1h～3h，加入有机溶剂调节黏度；

S3，向步骤S2中所得溶液加入亲水扩链剂，70℃～90℃下反应1h～3h；

S4，向步骤S3中所得溶液加入双硫键化合物和酰腙键化合物，40℃～90℃下反应1h～3h；

S5，将步骤S4中所得溶液降温至30℃～50℃，加入成盐剂，反应10min～30min；

S6，将步骤S5中所得溶液降温至10℃～30℃，加入去离子水高速分散10min～30min；

S7，将步骤S6中所得溶液真空度脱溶剂制得阳离子型自修复水性聚氨酯乳液。

较佳的，所述磺酸型自修复水性聚氨酯的制备原料按重量计，其组份设置为：60～120份所述聚合物多元醇、30～60份所述多异氰酸酯、0.01～0.03份所述催化剂、30～60份所述有机溶剂、5～10份亲水扩链剂、5～10份所述双硫键化合物、5～10份所述酰腙键化合物、3～10份的成盐剂、200～400份所述去离子水。

较佳的，所述聚合物多元醇为聚醚多元醇、聚酯多元醇中的一种或两种。

较佳的，所述多异氰酸酯为芳香族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯、脂环族多异氰酸酯中的一种。

较佳的，所述有机溶剂为丙酮、丁酮、甲乙酮、二氧六环、N，N-二甲基酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯中的一种或两种以上的混合物。

较佳的，所述亲水扩链剂为二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N-丙基二乙醇胺、N-苄基二乙醇胺、双(2-羟乙基)苄基苯胺(BHBA)、双(2-羟丙基)苯胺(BHPA)、叔丁基二乙醇胺、二甲基乙醇胺、2，3-二溴丁二酸中的一种或两种以上的混合物。

较佳的，所述双硫键化合物为4，4′-二氨基二苯硫醚、3，3′-二羟基二苯二硫醚、4，4′-二羟基二苯硫醚、2-氨基二苯硫醚、2，2′-二硫二乙醇(HEDS)、二羟乙基二乙基二硫化秋兰姆(TDS二醇)中的一种或两种以上的混合物。