[发明专利]一种聚醚二元醇及其制备方法，一种水性聚氨酯乳液

说明书

本发明公开一种聚醚二元醇及其制备方法，一种水性聚氨酯乳液。所述聚醚二元醇的结构式为：其中，R为含1到10个碳的烷基、芳香基、烯基、炔基中的一种，优选为甲基、烯丙基、甲基烯丙基；n＝2‑220。包括如下步骤：甘油和发生缩醛或缩酮反应，制得然后与卤代试剂反应制备然后和聚醚单醇反应制备封端聚醚IV在精制过程中采用吸附剂和助剂协同，减少了滤饼中物料吸附量，进而降低了产品的损失；封端聚醚IV在酸性催化剂作用下反应制得聚醚二元醇。该制备工艺简单高效，原料成本低、来源广泛，具有良好的工业化前景。

技术领域

本发明涉及水性聚氨酯乳液，具体涉及一种特别适用于制备水性聚氨酯乳液的聚醚二元醇及其制备方法，还涉及水性互穿网络聚合物的技术领域。

背景技术

环境友好材料是近年来世人所瞩目的新领域，由于其在生产和使用过程中能明显减少环境污染及对生产者健康的危害，因而发展十分迅速。近年来，由于安全、卫生和环境保护的要求，世界范围内，涂料和胶粘剂工业逐步从溶剂型向水分散型转变。聚丙烯酸酯(PA)乳液和聚氨酯(PU)乳液同溶剂型产品相比，具有价廉、安全、不燃、无毒、不污染环境等优点。但是，为提高水性PUA的稳定性，常常在体系中加入乳化剂，但会严重影响漆膜的耐水性。为了解决这一问题，行业内进行了大量的研究，多使用具有特殊结构反应型的分散剂。

CN200710122820.8和CN201110423656.0等介绍了一种聚氨酯/聚丙烯酸酯聚合物乳液及其制备方法，主要方法是采用烯醚基团先进行自由基反应，再进行聚氨酯反应，最后扩链加水分散。该方法最大的问题在于使用的这些单体在参与聚丙烯酸酯树脂聚合，作为侧链进行下一步聚氨酯反应时，存在羟基位阻较大、自由度较低、反应活性也很低的问题，最终互相溶胀的效果较差，并且不能同时反应，使用性能较差。CN201711407948.9介绍了一种用于合成水性聚氨酯/丙烯酸酯的双键封端的聚醚二元醇，两个羟基在聚醚的一端，双键位于另一端，有利于提高聚氨酯/聚丙烯酸酯网络互穿效果，提高聚合物的的强度和柔韧性。但是，其使用的是三羟甲基丙烷起始剂，再羟基的β位有乙基的存在，位阻影响导致NCO与羟基的反应较慢，造成NCO终点较难，反应时间延长，增加了操作难度，限制了装置设备产能，并且其分子量控制也不理想。

发明内容

为弥补现有技术中存在的不足，本发明提供一种聚醚二元醇及其制备方法，一种水性聚氨酯乳液。所述聚醚二元醇为一端带有两官能度羟基、一端为封端的聚乙二醇链段，与异氰酸酯反应后，能够在聚氨酯中引入亲水基团，可以用于水性聚氨酯的制备。当封端的基团含有可聚合双键时，基于本发明的聚醚二元醇可制备性能优异的水性互穿网络聚合物乳液，具有良好的存储稳定性和低粘度。

为解决以上技术问题，本发明提供以下技术方案：

一种聚醚二元醇，其结构式为：

其中，R为含1到10个碳的烷基、芳香基、烯基、炔基中的一种，优选为甲基、烯丙基、甲基烯丙基；n＝2-220，优选14-135。

本发明所述的聚醚二元醇的制备方法，包括如下步骤：

1)甘油和化合物I发生缩醛或缩酮反应，制得化合物II

2)化合物II与卤代试剂取代反应制备卤代化合物III

3)卤代化合物III和聚醚单醇在催化剂存在下反应制备封端聚醚IV

4)封端聚醚IV在酸性催化剂作用下反应制得聚醚二元醇。

反应方程式示意如下：

其中，化合物I中的R₁和R₂分别分别独立的代表氢原子、含有1到10个碳的烷基、环烷基、芳香基、卤代烷基，优选氢和甲基；卤代化合物III中X表示为卤素，优选氯、溴。