[发明专利]一种水性聚氨酯-脲分散体、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种水性聚氨酯-脲分散体，其特征在于，由包括以下组分的反应制备而成：

A)多异氰酸酯，20-35％；

B)大分子多元醇，60-75％；

C)小分子醇类，1-3％；

D)氨基化合物，2.5-10％；

以上述反应组分的总质量为100％计。

2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯-脲分散体，其特征在于，所述组分A)多异氰酸酯选自芳香族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯、脂环族多异氰酸酯中的一种或多种，优选自1,4-苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、1,4-环己基二异氰酸酯中的一种或多种；和/或：

所述组分B)大分子多元醇的数均分子量为800-8000g/mol，选自聚碳酸酯多元醇、聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚硫醚多元醇、聚缩醛多元醇、聚乙烯基多元醇、聚硅氧烷多元醇中的一种或多种，优选聚醚多元醇，例如聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙三醇、聚四亚甲基醚二醇的均聚物、无规共聚物及嵌段共聚物。

3.根据权利要求1所述的水性聚氨酯-脲分散体，其特征在于，所述组分C)的分子量为60-200g/mol，选自官能度不小于2的多元醇和/或具有潜在离子性水分散基团的二羟基羧酸中的一种或多种；所述官能度不小于2的多元醇选自乙二醇、一缩二乙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇中的一种或多种；所述具有潜在离子性水分散基团的二羟基羧酸选自二羟甲基丙酸和/或二羟甲基丁酸。

4.根据权利要求1所述的水性聚氨酯-脲分散体，其特征在于，所述组分D)氨基化合物包括选自芳香族、脂肪族、脂环族多元胺中的一种或多种，优选4,4’-二氨基二苯甲烷、乙二胺、N-羟乙基乙二胺、异佛尔酮二胺、1,6-己二胺、4,4’-二氨基二环己基甲烷、1,4-二氨基环己烷或肼的一种或多种；

所述组分D)氨基化合物任选地包括具有潜在离子性或离子性水分散基团的羧酸(钠)和/或磺酸(钠)，优选自2-[(2-氨基乙基)氨基]乙酸钠、2-[(2-氨基乙基)氨基]丙酸钠、2-[(2-氨基乙基)氨基]乙磺酸钠或2-[(2-氨基乙基)氨基]丙磺酸钠的一种或多种。

5.根据权利要求1或4所述的水性聚氨酯-脲分散体，其特征在于，所述组分D)氨基化合物还包括至少有一个氨基所连的α-C上具有选自羟基、羧基、磺酸基或磷酸基的取代基的氨基化合物D3，该氨基化合物是单氨基或二氨基或三氨基化合物，优选为二氨基化合物，具有以下的结构通式：

其中，X是羟基、羧基、磺酸基或磷酸基；n是0、1或2；R₁是碳原子数为1-5的烷基，任选包含杂原子；R₂是氢、羟基、甲基、羟甲基或羟乙基；

更优选地，以所述组分D)氨基化合物的总质量为基准，D3的质量分数为23-38％。

6.根据权利要求1或4或5所述的水性聚氨酯-脲分散体，其特征在于，所述组分D)氨基化合物还包括氨基吡啶化合物，优选为二氨基吡啶化合物，具有以下的结构通式：

其中，Y是氨基、氨甲基或氨乙基，其位置为4或5号位；

优选的，氨基吡啶化合物占组分D)氨基化合物的总质量的11-27％。

7.制备权利要求1-6中任一项所述的水性聚氨酯-脲分散体的方法，其特征在于，包含以下的步骤：

1)将组分A)、组分B)和组分C)反应生成预聚物；

2)将预聚物与组分D)氨基化合物进一步反应生成聚氨酯-脲；在高速剪切条件下加入分散水形成聚氨酯-脲分散体，然后在脱溶后得到水性聚氨酯-脲分散体；

其中，预聚物与D)氨基化合物的反应在加水分散前或是在分散后。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤1)的反应温度为70-75℃，步骤2)的反应温度为25-50℃。