[发明专利]一种水性聚氨酯分散体的制备方法与应用

权利要求书

1.一种水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将组分a)官能度2～4的聚合物多元醇、组分b)芳香族异氰酸酯、组分c)醇类扩链剂、组分d)与NCO成反应性的单官能度非离子亲水化合物分别投入到预聚反应釜中，在60～100℃下反应，得到端羟基预聚体；

2)将组分e)脂肪族异氰酸酯和上述端羟基预聚体在60～100℃下继续反应，得到端异氰酸酯预聚体；

3)将端异氰酸酯预聚体转移至扩链分散釜，加入溶剂稀释，控制釜内反应温度30-50℃，再加入组分f)亲水扩链单体和组分g)多元胺，反应10-30min；然后加水分散，脱除溶剂得到水性聚氨酯分散体。

2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，以制备水性聚氨酯分散体所需固体的总质量为100wt％计，各组分含量分别为：

组分a)50～85wt％，优选65～80wt％；

组分b)5～20wt％，优选6～12wt％；

组分c)0.2～4wt％，优选0.5～2.5wt％；

组分d)0.1～2wt％，优选0.5～1wt％；

组分e)5～20wt％，优选10～18wt％；

组分f)0.4～3.2wt％，优选0.5～2.8wt％；

组分g)0.1～3.6wt％，优选0.5～2.8wt％。

3.根据权利要求1或2所述的水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，所述组分a)官能度2～4的聚合物多元醇选自聚酯多元醇、聚醚多元醇，且当聚酯多元醇、聚醚多元醇同时存在时，二者质量比为0.1～10:1；

优选地，所述多元醇为重均分子量500～5000的聚四氢呋喃二醇、聚碳酸酯二元醇、聚己内酯二元醇、聚丙二醇、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇、聚丙三醇中的一种或多种。

4.根据权利要求1或2所述的水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，所述组分b)芳香族异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯中的一种或多种。

5.根据权利要求1或2所述的水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，所述组分c)醇类扩链剂为分子量＜500的醇，优选选自C₂-C₁₀的脂肪族二醇或三醇，更优选1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷中的一种或者多种。

6.根据权利要求1或2所述的水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，所述组分d)与NCO成反应性的单官能度非离子亲水化合物为包含一个羟基或氨基的聚乙氧基醚，优选数均分子量为200～8000、环氧乙烷个数为4～200的单官能度聚氧乙烯醚，更优选数均分子量500～3000、环氧乙烷个数为12～75的单甲基聚氧乙烯醚，进一步优选聚乙二醇单甲醚。

7.根据权利要求1或2所述的水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，所述组分e)脂肪族异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。

8.根据权利要求1或2所述的水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，所述组分f)亲水扩链单体为氨基磺酸盐和/或羟基羧酸盐，优选磺酸盐二元胺，更优选乙二胺基磺酸钠、1,4-丁二醇-2-磺酸钠、2,4-二氨基苯磺酸钠中的一种或多种；

所述组分g)多元胺为分子量＜500的多元胺，优选乙二胺、1,6己二胺、4,4-二环己基甲烷二胺、异佛尔酮二胺、二乙烯三胺中的一种或多种。

9.根据权利要求1或2所述的水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，步骤3)中，溶剂的用量为制备水性聚氨酯分散体所需固体总质量的0.3～2.5倍；所述溶剂优选丙酮、丁酮。

优选地，步骤3)中，水的用量为制备水性聚氨酯分散体所需固体总质量的0.4～2倍。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的方法制得的水性聚氨酯分散体在建筑涂料中的应用，尤其是在建筑防水涂料中的应用。