基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂及制备方法和该水性聚氨酯树脂胶黏剂技术

本发明专利技术涉及一种基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂及制备方法和该水性聚氨酯树脂胶黏剂，属于聚氨酯技术领域。本发明专利技术提供的基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂将双季戊四醇引入到水性聚氨酯分子链中充当交联点，能够使得分子链网络空隙变得更加狭小，空间结构上堆砌得更加致密，进而能够提高水性聚氨酯树脂的耐水性以及耐候性。本发明专利技术提供的基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂的制备方法是采用聚(碳酸酯‑醚)二元醇作为原料制备基于双季戊四醇六官能度水性聚氨酯树脂，这类二元醇在制备过程中使用了二氧化碳为其重要组分，不仅减少了碳排放，也减少了聚氨酯对石化资源的依赖。由该水性聚氨酯树脂胶黏剂制得的胶膜性能良好。

6 functional waterborne polyurethane resin based on pentaerythritol and preparation method thereof and aqueous polyurethane resin adhesive

The invention relates to a 6 functional waterborne polyurethane resin based on pentaerythritol and a preparation method thereof and the aqueous polyurethane resin adhesive, belonging to the technical field of polyurethane. The 6 functional dipentaerythritol of waterborne polyurethane resin will be introduced to act as dipentaerythritol cross-linking aqueous polyurethane molecular chain based on the provided by the invention can make the molecular chain network gap become narrow, the space structure of stack is more compact, and can improve the water resistance of waterborne polyurethane resin and weatherability. The invention provides 6 functional dipentaerythritol of waterborne polyurethane resin was prepared based on poly (carbonate is ether) glycol as raw material to prepare dipentaerythritol six functional polyurethane resin based on this kind of diols in the preparation process using two carbon dioxide as its important component. Not only to reduce carbon emissions, reducing the dependence on petrochemical resources polyurethane. The adhesive film made of this waterborne polyurethane resin adhesive has good properties.

【技术实现步骤摘要】
基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂及制备方法和该水性聚氨酯树脂胶黏剂
本专利技术涉及聚氨酯
，具体涉及一种基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂及制备方法和该水性聚氨酯树脂胶黏剂。
技术介绍
聚氨酯是由软段和硬段组成的嵌段聚合物。聚氨酯中的软段由聚合物多元醇构成，提供聚氨酯的耐低温性能、断裂伸长率和弹性；硬段由异氰酸酯和小分子扩链剂构成，充当着聚氨酯的交联点，提供模量、强度及耐热性能等。不同的软硬段组合可以赋予聚氨酯各种优良的性能。然而随着各国环境安全法律法规的出台，许多国家已限制了溶剂型聚氨酯的应用。水性聚氨酯的研制与生产受到世界各国的重视，而且都取得了长足的发展。采用聚(碳酸酯-醚)多元醇制备的水性聚氨酯与传统的聚酯多元醇和聚醚多元醇制备的水性聚氨酯相比具有较为优异的耐水性和机械性能，是一种制备水性胶黏剂的理想原料。然而由于在水性聚氨酯的制备中引入了亲水基团，导致了水性聚氨酯树脂的耐水性、耐候性有待于进一步提高。
技术实现思路
本专利技术要解决现有水性聚氨酯树脂的耐水性、耐候性差的技术问题，提供一种基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂及制备方法和该水性聚氨酯树脂胶黏剂。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案具体如下：一种基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂，其结构如式1)所示：式中，p为2-20、k为2-20、v为2-20、q为2-20、x为2-20、y为2-20；R1为以下结构中的一种：R2结构如式7)所示：其中，m为1～30，n为1～35；R3为以下结构中的一种：一种基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂的制备方法，包括以下步骤：(1)、在氮气保护下，将除水后的聚(碳酸酯-醚)二元醇和二异氰酸酯在有机溶剂中反应，得到第一产物；所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、以及4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种；所述有机溶剂为丙酮、丁酮、环己酮中的一种；(2)、将所述的第一产物与亲水扩链剂在催化剂的作用下反应，得到第二产物；所述的亲水扩链剂为N-甲基二乙醇胺；所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡；(3)、将所述的第二产物与双季戊四醇反应，得到第三产物；(4)、将所述的第三产物与丁二醇反应，用酸中和后、加入去离子水乳化、蒸除溶剂即得到基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂。在上述技术方案中，所述聚(碳酸酯-醚)二元醇的分子量为1500～5000道尔顿。在上述技术方案中，步骤(1)中所述反应的温度为70～80℃，时间为1.5～3小时。在上述技术方案中，步骤(2)中所述反应的温度为30～40℃，时间为1～2小时。在上述技术方案中，步骤(3)中所述反应的温度为65～80℃，时间为1.5～2小时。在上述技术方案中，步骤(4)中所述反应的温度为65～80℃，时间为1.5～2小时。在上述技术方案中，步骤(4)中所述的酸为三氟乙酸、三氯乙酸、乙酸以及盐酸中的一种。一种基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂胶黏剂，组分及其重量份如下：在上述技术方案中，所述水性消泡剂为BYK-019、BYK-020、BYK-024、BYK-028或BYK-1730；所述水性分散剂为BYK-023、BYK-034、BYK-077、BYK-085、BYK-182或BYK-190；所述水性固化剂为DesmodurDN、Bayhydur3100、Bayhydur2487/1、Bayhydur2457或Bayhydur2451。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂将双季戊四醇引入到水性聚氨酯分子链中充当交联点，能够使得分子链网络空隙变得更加狭小，空间结构上堆砌得更加致密，进而能够提高水性聚氨酯树脂的耐水性以及耐候性。本专利技术提供的基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂的制备方法是采用聚(碳酸酯-醚)二元醇作为原料制备基于双季戊四醇六官能度水性聚氨酯树脂，这类二元醇在制备过程中使用了二氧化碳为其重要组分，不仅减少了碳排放，也减少了聚氨酯对石化资源的依赖。利用双季戊四醇作为交联剂，将双季戊四醇引入到聚氨酯分子链中能够使得分子链网络空隙变小，空间结构上堆砌得更加致密，进而能够提高水性聚氨酯树脂的耐水性以及耐候性。用本专利技术提供的基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂胶黏剂制得的胶膜，胶膜强度186N/2.5cm～215N/2.5cm，经过一个循环后的剥离力为147N/2.5cm～180N/2.5cm，经过4个循环的高低温冲击、湿热耐候性测试后，胶膜没有任何翘边和开胶，剥离力为116N/2.5cm～138N/2.5cm。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图1为实施例1制备的基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂的红外光谱图。图2为实施例1制备的基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂的红外光谱图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做以详细说明。本专利技术提供的基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂，其结构如式1)所示：式中，p为2-20、k为2-20、v为2-20、q为2-20、x为2-20、y为2-20；R1为以下结构中的一种：R2结构如式7)所示：其中，m为1～30，优选m为10-25；n为1～35，优选n为5-30；R3为以下结构中的一种：本专利技术提供的基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂的制备方法，具体包括以下步骤：(1)、在氮气保护下，将聚(碳酸酯-醚)二元醇除水后和二异氰酸酯在有机溶剂中反应，得到第一产物；(2)、将所述的第一产物与亲水扩链剂N-甲基二乙醇胺在催化剂作用下反应，得到第二产物；(3)、将所述的第二产物与双季戊四醇反应，得到第三产物；(4)、将所述的第三产物与丁二醇反应，加入酸中和后、加入去离子水乳化、蒸除溶剂即得到基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂。本专利技术对于所采用的聚(碳酸酯-醚)二元醇的来源并无限制，优选按照专利201210086834.X或者专利201110231493.6公开的方法制备，其结构如式7)所示：m为1～30，优选为10～25；n为1～35，优选为5～30。本专利技术将具有式7)结构的聚(碳酸酯-醚)二元醇除水后，与二异氰酸酯在有机溶剂中反应，得到第一产物。本专利技术对于所述除水方式并无限制，优选为减压蒸馏除水，更优选为在温度为105～115℃条件下，减压蒸馏50～80分钟。本专利技术将具有式7)结构的聚(碳酸酯-醚)二元醇除水后，加入催化剂与二异氰酸酯在有机溶剂中反应，得到第一产物。所述催化剂为二月桂酸二丁基锡，所述二异氰酸酯优选自二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯以及4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种，更优选为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯和4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种；所述有机溶剂优选为丁酮、丙酮、环己酮中的一种，更优选为丁酮或丙酮，最优选为丁酮；所述反应温度优选为70～80℃，反应时间为1.5～3小时；得到第一产物后，向第一产物中加入N-甲基二乙醇胺，得到第二产物。所述N-甲基二乙醇胺的加入方式优选为滴液漏斗滴加，将N-甲基二乙醇胺混合于有机溶剂中，所述有机溶剂优选为丁酮、丙酮、环己酮中的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂，其特征在于，其结构如式1)所示：

【技术特征摘要】
1.一种基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂，其特征在于，其结构如式1)所示：式中，p为2-20、k为2-20、v为2-20、q为2-20、x为2-20、y为2-20；R1为以下结构中的一种：R2结构如式7)所示：其中，m为1～30，n为1～35；R3为以下结构中的一种：2.一种权利要求1所述的基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、在氮气保护下，将除水后的聚(碳酸酯-醚)二元醇和二异氰酸酯在有机溶剂中反应，得到第一产物；所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、以及4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种；所述有机溶剂为丙酮、丁酮、环己酮中的一种；(2)、将所述的第一产物与亲水扩链剂在催化剂的作用下反应，得到第二产物；所述的亲水扩链剂为N-甲基二乙醇胺；所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡；(3)、将所述的第二产物与双季戊四醇反应，得到第三产物；(4)、将所述的第三产物与丁二醇反应，用酸中和后、加入去离子水乳化、蒸除溶剂即得到基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂。3.权利要求2所述的基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于，所述聚(碳酸酯-醚)二元醇的分子量为1500～5000道尔顿。4.权利要求2或3所述的基于双季戊四醇的6官能度水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李颖，张亚明，张红明，王献红，王佛松，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22