[发明专利]一种水性聚氨酯及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种水性聚氨酯及其制备方法。一种水性聚氨酯，其特征在于，所述水性聚氨酯的制备原料包括：二元异氰酸酯、多元醇低聚物、多元醇小分子、亲水单体、聚天门冬氨酸酯树脂、环氧树脂、催化剂、溶剂、中和剂、多元胺、水。首先，聚天门冬氨酸酯树脂与异氰酸酯反应生成的脲基极性大，在分子间易形成稳定的氢键，同时多元胺与支链上的环氧基团开环交联，提高交联密度，二者协同作用可提高涂膜的综合性能；同时，由于含非离子亲水基的聚天门冬氨酸酯树脂的引入，减少了离子型亲水单体的用量，改善了涂膜的耐水性和耐酸碱性。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种水性聚氨酯及其制备方法。

背景技术

聚氨酯大分子主链上含有许多氨基甲酸酯基、醚基、酯基、脲基、酰胺等基团，大分子间很容易生成分子间或分子内氢键，所以聚氨酯是综合性能优异的合成树脂之一，由于其合成单体品种多，反应条件温和、专一、可控，配方调整余地大及其高分子材料的微观结构(存在微观相分离)特点，可广泛应用于涂料、粘合剂、泡沫塑料、合成纤维及其弹性体，已成为人们衣食住行以及高新技术领域必不可少的合成材料之一。

水性聚氨酯是一种可用水作为分散介质的环保树脂，具有无毒、不燃、施工方便等优点，被广泛用于涂料、皮革、胶粘剂、油墨、纸张等领域。聚氨酯通常以多元异氰酸酯、聚醚/聚酯多元醇等原料合成，性能可调控，其水性化主要通过内乳化法来实现，包括非离子改性、阳离子改性、阴离子改性。阴离子型水性聚氨酯，乳液粒子存在双电子层结构，具有较好的机械稳定性和较好的粒径细度，非离子型水性聚氨酯乳液稳定性相对较差，但具有较好的耐酸碱性和耐盐性，可离子和非离子混合改性来提升水性聚氨酯性能。

通常亲水单体的引入会降低水性聚氨酯的耐水性和力学性能。本发明提供了一种水性聚氨酯，具有优异的综合性能，其耐水性和耐酸碱性能得显著的提升。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种水性聚氨酯，所述水性聚氨酯的制备原料包括：二元异氰酸酯、多元醇低聚物、多元醇小分子、亲水单体、聚天门冬氨酸酯树脂、环氧树脂、催化剂、溶剂、中和剂、多元胺、水。

作为本发明一种优选的技术方案，所述聚氨酯的制备原料，按重量份计，包括以下组分：二元异氰酸酯20-60份、多元醇低聚物20-60份、多元醇小分子0.1-10份、亲水单体0.5-5份、聚天门冬氨酸酯树脂8-30份、环氧树脂0-8份、催化剂0.05-0.5份、溶剂5-20份、中和剂0.25-4份、多元胺1-30份、水75-275份。

作为本发明一种优选的技术方案，所述二元异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲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，所述多元醇低聚物分子量为500-6000。

作为本发明一种优选的技术方案，所述多元醇小分子选自1，4-丁二醇、1，6-己二醇、1，4-环己烷二甲醇、3-甲基-1，5戊二醇、1，5戊二醇、1，2-丙二醇、乙二醇、二甘醇、三乙二醇、氢化双酚A二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、蓖麻油中的至少一种。

作为本发明一种优选的技术方案，所述多元胺选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、六乙烯七胺、己二胺、聚醚胺D230、聚醚胺D400中的至少一种。

作为本发明一种优选的技术方案，所述亲水单体为二羟甲基丙酸和/或二羟甲基丁酸。