一种阴离子型水性聚硫氨酯的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阴离子型水性聚硫氨酯的制备方法，包括如下步骤：将液体聚硫橡胶与异氰酸酯混合，反应合成端异氰酸酯基聚硫改性聚氨酯预聚体；将端异氰酸酯基聚硫改性聚氨酯预聚体与小分子扩链剂、阴离子亲水性扩链剂、交联剂进行扩链反应得到异氰酸酯基聚硫改性聚氨酯；将异氰酸酯基聚硫改性聚氨酯进行乳化得到阴离子型水性聚硫氨酯分散体。本发明专利技术所得阴离子型水性聚硫氨酯树脂环保性能优秀，可与碱性、中性树脂混配使用，强度大，耐磨性、附着力、柔韧性能优异，密实性、耐高低温性、耐老化性、耐臭氧、耐油性好，湿、气透过性低，应用前景广阔，尤其与带正电荷的基材附着，并可以和阳离子体系形成“三明治”型结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水性聚氨酯
，尤其涉及一种阴离子型水性聚硫氨酯的制备方法。
技术介绍
水性聚氨酯是一类能溶于水或能均匀分散在水中的高分子材料，因其以水为分散介质，零VOC排放，得到环境的认可；因其优良的性能已被广泛应用于印刷、纺织品整理、皮革涂饰等行业。聚硫分子主链上含有硫原子，硫化产品收缩性很小，制成的密封胶对各种被粘物有良好的粘接性，耐臭氧、耐候性好、耐油性好，湿、气透过性低，尤其是具有长期耐水性，是防水密封胶的理想材料。自Thiokol公司开发出带有端巯基低相对分子质量的液体聚硫橡胶后，聚硫引起了科研工作者的兴趣。近年来，为了满足某些特殊的要求，人们研究了主链的各种可变换结构和利用其他官能团与巯基反应进行改性。前人对聚硫氨酯/脲做了一些研究和应用。ProductsResearch公司开发了一种主链为聚氨酯、端基为巯基的预聚物，并以它为原料制成弹性密封胶。空军工程大学以自主研发的聚硫氨酯液体橡胶为原胶，制备出了兼具聚氨酯、聚硫橡胶结构特征的聚硫氨酯密封胶。专利技术专利CN1599763A“制备透明聚硫氨酯基材和尤其光学基材的方法”，该专利技术涉及了一种制备光学制品的聚硫氨酯透明浇铸基材的快速固化方法。该方法将具有异氰酸酯或异硫酸酯端基和聚硫氨酯预聚物的第一组份与含有硫醇端基的聚硫氨酯预聚物的第二组份和混合后填充浇铸模具装置的模腔，得到透明的聚硫氨酯固体基材。专利技术专利CN1602322A“高折射指数和高抗冲聚硫氨酯/脲材料、其制造方法及在光学领域中的用途”，该专利技术以(α,ω)-二异(硫)氰酸酯酯环族或芳族预聚物和伯二胺为反应原料获得折射指数nD25大于1.53，高抗冲聚硫氨酯/脲材料。专利技术专利CN101155848A“聚硫氨酯类聚合性组合物及使用该组合物的光学用树脂的制备方法”和专利技术专利CN101228202A“聚硫氨酯类聚合性组合物及由该组合物形成的光学用树脂”分别提供了一种染色性及树脂强度优异的树脂组合物，该组合物可以制备出具有充分强度的树脂。专利技术专利CN1950417A“聚硫氨酯”涉及了一种含聚硫代碳酸酯聚硫醇作为聚硫醇成分的聚硫氨酯，该聚硫氨酯具有高折射率而显示低分散的优秀光学特性，拉伸和伸缩性能，可作为光学用塑料原料。专利技术专利CN101277989A“聚硫氨酯组分及其制备和使用方法”提供了聚硫氨酯聚合物组分，涉及了该聚硫氨酯聚合物组分的制备方法和使用方法。该组分包括硫羟酸酯组分和异氰酸酯组分。专利技术专利CN101842403A“聚脲/聚硫脲涂料”公开了以含有异氰酸酯的第一组分和含有胺的第二组分反应得到聚脲/聚硫脲涂料。CN101702038A“一种抗冲击性高的树脂镜片”以含有异氰酸酯封端的聚硫氨酯类预聚物的溶液、含有多异氰酸酯化合物的溶液、多巯基化合物、紫外线吸收剂和催化剂为原料制得了高折射率，高抗击性能的镜片用树脂。专利技术专利CN101712742A和专利技术专利CN101712742A分别公开了一种含巯基封端和一种含异氰酸基封端的聚硫氨酯类预聚物的溶液及其制备方法。该溶液可用于塑料透镜的生产。专利技术专利CN101384636A“聚硫氨酯类光学材料用聚合性组合物”涉及了一种聚硫氨酯合成催化剂，该催化剂是有机Al、有机Fe、有机Cu、有机Zn、有机Zr或有机Bi，该催化剂具有有机锡相同或更高的催化活性。CN101511895A“聚硫氨酯类光学材料用聚合催化剂、含有该催化剂的聚合性组合物、由该组合物得到的聚硫氨酯树脂及其制造方法”，CN101627069A“聚硫氨酯类光学材料用聚合催化剂、含有该聚合催化剂的聚合性组合物、由该组合物得到的光学材料及其制造方法”，CN102066450A“聚硫氨酯类光学材料用聚合性组合物、由该聚合性组合物得到的聚硫氨酯类光学材料及聚硫氨酯类光学材料用聚合催化剂”，CN102906143A“聚硫氨酯用聚合催化剂,可聚合液体组合物以及制备具有高折射率的有机聚硫氨酯玻璃的方法”，CN102977309A“光学材料用聚合性组合物、由该组合物得到的光学材料及光学材料用聚合催化剂”等专利技术专利分别公开了用于合成聚硫氨酯的不同催化剂。通过对现有公开的相关专利分析研究，涉及论文和专利仅限于聚硫氨酯密封胶的研制，和用于聚硫氨酯树脂镜片的化合物组分及合成方法，以及其合成用催化剂的研究制备方法，没有阴离子型水性聚硫氨酯制备的报道。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种阴离子型水性聚硫氨酯的制备方法，本专利技术将液体聚硫橡胶引入聚氨酯结构中以结合二者的优点而提高聚合物的性能，将聚硫氨酯水性化，以提高水性聚氨酯的环保性能，并拓展其使用领域。本专利技术所得阴离子型水性聚硫氨酯树脂可与碱性、中性树脂混配使用，强度大，耐磨性、附着力、柔韧性能优异，密实性、耐高低温性、耐老化性、耐臭氧、耐油性好，湿、气透过性低，尤其与带正电荷的基材附着，并可以和阳离子体系形成“三明治”型结构，其中脂肪族和脂环族产品还具备优异的耐老化性能，是综合性能好的环保型高分子材料，在织物涂层、皮革涂饰、胶黏剂、防腐涂料等领域应用前景广阔。本专利技术提出的一种阴离子型水性聚硫氨酯的制备方法，包括如下步骤：S1、将液体聚硫橡胶与异氰酸酯混合，反应合成端异氰酸酯基聚硫改性聚氨酯预聚体；S2、将端异氰酸酯基聚硫改性聚氨酯预聚体与小分子扩链剂、交联剂、阴离子亲水性扩链剂进行扩链反应，然后乳化得到阴离子型水性聚硫氨酯分散体。优选地，S1中，按重量份将35～75份异氰酸酯加入到10～75份液体聚硫橡胶、0～65份大分子多元醇中，充入干燥氮气进行保护，升温至90～100℃，保温120～180min得到端异氰酸酯基聚硫改性聚氨酯预聚体。优选地，阴离子亲水性扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、乙二胺基乙基磺酸钠中的一种或两种以上组合物。优选地，当阴离子亲水性扩链剂为二羟甲基丙酸和/或二羟甲基丁酸时，S2具体操作为：将端异氰酸酯基聚硫改性聚氨酯预聚体降温至38～42℃，再加入5～20份小分子扩链剂、0.5～3.0份交联剂、0.15～0.50份催化剂、3～8份阴离子亲水性扩链剂和溶剂，升温至68～72℃，保温250～350min，降温至20～35℃，进行高速剪切，在高速剪切过程中加入成盐剂，然后加入200～380份水乳化得到阴离子型水性聚硫氨酯分散体，其中成盐剂与水的体积比为3.0～8.5：200～380。优选地，当阴离子亲水性扩链剂为乙二胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阴离子型水性聚硫氨酯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将液体聚硫橡胶与异氰酸酯混合，反应合成端异氰酸酯基聚硫改性聚氨酯预聚体；S2、将端异氰酸酯基聚硫改性聚氨酯预聚体与小分子扩链剂、交联剂、阴离子亲水性扩链剂进行扩链反应，然后乳化得到阴离子型水性聚硫氨酯分散体。

【技术特征摘要】
1.一种阴离子型水性聚硫氨酯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将液体聚硫橡胶与异氰酸酯混合，反应合成端异氰酸酯基聚硫改性聚
氨酯预聚体；
S2、将端异氰酸酯基聚硫改性聚氨酯预聚体与小分子扩链剂、交联剂、阴
离子亲水性扩链剂进行扩链反应，然后乳化得到阴离子型水性聚硫氨酯分散体。
2.根据权利要求1所述阴离子型水性聚硫氨酯的制备方法，其特征在于，
S1中，按重量份将35～75份异氰酸酯加入到10～75份液体聚硫橡胶、0～65
份大分子多元醇中，充入干燥氮气进行保护，升温至90～100℃，保温120～
180min得到端异氰酸酯基聚硫改性聚氨酯预聚体。
3.根据权利要求1或2所述阴离子型水性聚硫氨酯的制备方法，其特征在
于，阴离子亲水性扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、乙二胺基乙基磺酸
钠中的一种或两种以上组合物；
优选地，当阴离子亲水性扩链剂为二羟甲基丙酸和/或二羟甲基丁酸时，S2
具体操作为：将端异氰酸酯基聚硫改性聚氨酯预聚体降温至38～42℃，再加入
5～20份小分子扩链剂、0.5～3.0份交联剂、0.15～0.50份催化剂、3～8份阴离
子亲水性扩链剂和溶剂，升温至68～72℃，保温250～350min，降温至20～35℃，
进行高速剪切，在高速剪切过程中加入成盐剂，然后加入200～380份水乳化得
到阴离子型水性聚硫氨酯分散体，其中成盐剂与水的体积比为3.0～8.5：200～
380；
优选地，当阴离子亲水性扩链剂为乙二胺基乙基磺酸钠时，S2的具体操作
为：将端异氰酸酯基聚硫改性聚氨酯预聚体降温至38～42℃，再加入5～20份
小分子扩链剂、0.5～3.0份交联剂、0.15～0.50份催化剂和溶剂，升温至68～
72℃，保温250～350min，降温至20～35℃，加入6～10份乙二胺基乙基磺酸

\t钠，保温10～20min，接着升温至48～52℃，保温20～30min，再降温至25～
35℃，然后进行高速剪切乳化得到阴离子型水性聚硫氨酯分散体，在高速剪切
过程中加入100～250份水。
4.根据权利要求1-3任一项所述阴离子型水性聚硫氨酯的制备方法，其特
征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：许戈文，陶灿，黄毅萍，鲍俊杰，熊潜生，程芹，王继印，韩飞龙，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34