一种聚氨酯聚脲水分散体及其制备方法与用途技术

本发明专利技术提供一种聚氨酯聚脲水分散体，采用包括如下组分的原料反应制得：a)至少一种官能度为2～4且数均分子量在500～5000克/摩尔的多元醇；b)至少一种数均分子量在62～500克/摩尔的多元醇，且其中包含含有羧酸根的多元醇；c)至少一种不同于组分b)、对异氰酸酯有反应性、且数均分子量在500～10000克/摩尔的聚乙氧基化衍生物；d)至少一种多异氰酸酯；e)至少一种中和剂；f)至少一种分子量60～500克/摩尔的含有胺基的化合物，所述胺基为伯胺基和/或仲胺基。本发明专利技术的聚氨酯聚脲水分散体制备的汽车内饰顶棚用胶粘剂具有粘结强度高、成本较低、无污染等优点。

A polyurethane polyurea water dispersion and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯聚脲水分散体及其制备方法与用途
本专利技术属于高分子化学领域，具体涉及一种聚氨酯聚脲水分散体及其制备方法与用途。
技术介绍
汽车顶棚粘接用胶粘剂主要包括溶剂型聚氨酯胶粘剂、无溶剂型聚氨酯胶粘剂和水性聚氨酯胶粘剂三种类型。其中，溶剂型聚氨酯胶粘剂含有大量的易挥发有机溶剂，从而导致粘接的结构件中有大量的VOC残留；无溶剂型聚氨酯胶粘剂不含有机溶剂，具有绿色环保、粘接强度高等优点，但由于配方胶粘度大，进而影响喷涂等施工工艺，而且其使用前必须进行加热，这些均使其使用受到一定程度的限制；水性聚氨酯胶粘剂以水为分散介质，具有安全、无毒、无害、无污染等优点，但存在成本较高、粘结强度低等缺陷。因此，迫切需要一种粘结强度高、成本较低、无污染的汽车顶棚粘接用胶粘剂。
技术实现思路
为此，本专利技术的专利技术目的是一种聚氨酯聚脲水分散体，进而提供其制备的汽车内饰顶棚用胶粘剂，使其具有粘结强度高、成本较低、无污染的特点。本专利技术是通过以下技术方案来实现的：第一方面，本专利技术提供一种聚氨酯聚脲水分散体，采用包括如下组分的原料反应制得：a)至少一种官能度为2～4且数均分子量在500～5000克/摩尔的多元醇；b)至少一种数均分子量在62～500克/摩尔的多元醇，且其中包含含有羧酸根的多元醇；c)至少一种不同于组分b)、对异氰酸酯有反应性、且数均分子量在500～10000克/摩尔的聚乙氧基化衍生物；d)至少一种多异氰酸酯；e)至少一种中和剂；f)至少一种分子量60～500克/摩尔的含有胺基的化合物，所述胺基为伯胺基和/或仲胺基。优选地，本专利技术上述聚氨酯聚脲水分散体中，所述组分a)为官能度为2且数均分子量为500～3000克/摩尔的端羟基聚丁二烯丙烯腈a1)和至少一种官能度为2且数均分子量在500～5000克/摩尔的聚醚多元醇，其中，以所述组分a)的质量总量为100％计，所述组分a1)的加入量为0.5～10wt％；优选地，所述组分a)为数均分子量在1000～3000克/摩尔的端羟基聚丁二烯丙烯腈a1)与数均分子量在500～1500克/摩尔的聚环氧丙烷二元醇a2)的混合物，或者数均分子量在1000～3000克/摩尔的端羟基聚丁二烯丙烯腈与数均分子量在500～1500克/摩尔的聚环氧丙烷二元醇a2)和数均分子量1500～3000克/摩尔的聚环氧丙烷二元醇a3)的混合物，其中，以所述组分a)的质量总量为100％计，所述组分a1)的加入量为0.5～10wt％,所述组分a3)的加入量为0～20wt％；优选地，所述组分a)为数均分子量在1500-2500克/摩尔的端羟基聚丁二烯丙烯腈a1)与数均分子量在500-1500克/摩尔的聚环氧丙烷二元醇a2)的混合物，或者数均分子量在1500-2500克/摩尔的端羟基聚丁二烯丙烯腈与数均分子量在500-1500克/摩尔的聚环氧丙烷二元醇a2)和数均分子量1500-2500克/摩尔的聚环氧丙烷二元醇a3)的混合物，其中，以所述组分a)的质量总量为100％计，所述组分a1)的加入量为0.5～7wt％，所述组分a3)的加入量为0～20wt％；更优选地，所述组分a)为数均分子量在2000克/摩尔的端羟基聚丁二烯丙烯腈a1)与数均分子量在1000克/摩尔的聚环氧丙烷二元醇a2)的混合物，或者数均分子量在2000克/摩尔的端羟基聚丁二烯丙烯腈与数均分子量在1000克/摩尔的聚环氧丙烷二元醇a2)和数均分子量2000克/摩尔的聚环氧丙烷二元醇a3)的混合物，其中，以所述组分a)的质量总量为100％计，所述组分a1)的加入量为0.5～5.5wt％,所述组分a3)的加入量为0～20wt％。优选地，本专利技术上述聚氨酯聚脲水分散体中，所述组分f)的平均胺基官能度为1.75～2；所述组分f)的平均胺基官能度过大会导致交联，体系粘性降低；和/或，所述组分f)包括含有羟基的多元胺中的至少一种，其中，所述含有羟基的多元胺占所述组分f)的质量比例为30～100％。组分f)选择含有羟基的多元胺可以在分子链中引入羟基，以此来提供更多的交联点，可以与应用配方中的固化剂异氰酸酯键反应。优选地，本专利技术上述聚氨酯聚脲水分散体中，以所述聚氨酯聚脲水分散体的固体份重量为100％计，所述组分a)的加入量为55-85％，优选71～78wt％；和/或，所述组分b)的加入量为0.1-6wt％，优选2.2～3.5wt％；和/或，所述组分c)的加入量为0.1～8wt％，优选1.5～4wt％；和/或，所述组分d)的加入量为5～40wt％，优选17～21wt％；和/或，所述组分e)的加入量为0.5～3wt％，优选1.2～1.6wt％；和/或，所述组分f)的加入量为0.1～3wt％，优选0.75～1.25wt％。组分f)加入量少则导致交联点少，粘接强度降低。优选地，本专利技术上述聚氨酯聚脲水分散体中，所述组分b)为具有如下结构式(HO)xR(COOH)y的羟基羧酸，其中，R代表直链或者接枝的具有C1-C10的羟基残基，x和y彼此独立地选自1-3的整数；优选地，所述组分b)选自2,2-二羟甲基丙酸；更优选地，所述组分b)还任选的包括：乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、1,4-二羟基环己烷、1,4-二羟甲基环己烷、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇、新戊二醇、1,4-环己二醇、1,4-环己烷二甲醇和2-乙基-1.3-己二醇的一种或多种，优选包括：1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、新戊二醇和1,4-环己烷二甲醇中的一种或多种；和/或，所述组分c)为数均分子量为500～8000克/摩尔且环氧乙烷基团的个数为4～200的聚乙氧基醚，优选为数均分子量500～3000克/摩尔且环氧乙烷基团的个数为12～75的聚乙氧基醚；和/或，所述组分d)是二异氰酸酯Y(NCO)2，其中，Y选自含有C4～C12的二价脂肪族烃基、含有C6～C15的二价脂环族烃基、含有C6～C15的二价芳香族烃基或含有C7～C15的二价芳脂族烃基，所述二异氰酸酯Y(NCO)2选自四亚甲基二异氰酸酯、甲基五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、4,4'-二环己基丙烷二异氰酸酯、1,4-苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,2'-和2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、四甲基二甲苯基二异氰酸酯、对苯二甲基二异氰酸酯和对异丙叉基二异氰酸酯中的至少一种，优选选自芳香族二异氰酸酯，更优选选自甲苯二异氰酸酯；和/或，所述组分e)选自三乙胺、氨水、氢氧化钠中的至少一种，中和度为50％～300％，优选地，所述组分e)选自三乙胺，中和度为7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚氨酯聚脲水分散体，其特征在于，采用包括如下组分的原料反应制得：/na)至少一种官能度为2～4且数均分子量在500～5000克/摩尔的多元醇；/nb)至少一种数均分子量在62～500克/摩尔的多元醇，且其中包含含有羧酸根的多元醇；/nc)至少一种不同于组分b)、对异氰酸酯有反应性、且数均分子量在500～10000克/摩尔的聚乙氧基化衍生物；/nd)至少一种多异氰酸酯；/ne)至少一种中和剂；/nf)至少一种分子量60～500克/摩尔的含有胺基的化合物，所述胺基为伯胺基和/或仲胺基。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯聚脲水分散体，其特征在于，采用包括如下组分的原料反应制得：
a)至少一种官能度为2～4且数均分子量在500～5000克/摩尔的多元醇；
b)至少一种数均分子量在62～500克/摩尔的多元醇，且其中包含含有羧酸根的多元醇；
c)至少一种不同于组分b)、对异氰酸酯有反应性、且数均分子量在500～10000克/摩尔的聚乙氧基化衍生物；
d)至少一种多异氰酸酯；
e)至少一种中和剂；
f)至少一种分子量60～500克/摩尔的含有胺基的化合物，所述胺基为伯胺基和/或仲胺基。


2.根据权利要求1所述的聚氨酯聚脲水分散体，其特征在于，
所述组分a)为官能度为2且数均分子量为500～3000克/摩尔的端羟基聚丁二烯丙烯腈a1)和至少一种官能度为2且数均分子量在500～5000克/摩尔的聚醚多元醇，其中，以所述组分a)的质量总量为100％计，所述组分a1)的加入量为0.5～10wt％；
优选地，所述组分a)为数均分子量在1000～3000克/摩尔的端羟基聚丁二烯丙烯腈a1)与数均分子量在500～1500克/摩尔的聚环氧丙烷二元醇a2)的混合物，或者数均分子量在1000～3000克/摩尔的端羟基聚丁二烯丙烯腈与数均分子量在500～1500克/摩尔的聚环氧丙烷二元醇a2)和数均分子量1500～3000克/摩尔的聚环氧丙烷二元醇a3)的混合物，其中，以所述组分a)的质量总量为100％计，所述组分a1)的加入量为0.5～10wt％,所述组分a3)的加入量为0～20wt％；
优选地，所述组分a)为数均分子量在1500-2500克/摩尔的端羟基聚丁二烯丙烯腈a1)与数均分子量在500-1500克/摩尔的聚环氧丙烷二元醇a2)的混合物，或者数均分子量在1500-2500克/摩尔的端羟基聚丁二烯丙烯腈与数均分子量在500-1500克/摩尔的聚环氧丙烷二元醇a2)和数均分子量1500-2500克/摩尔的聚环氧丙烷二元醇a3)的混合物，其中，以所述组分a)的质量总量为100％计，所述组分a1)的加入量为0.5～7wt％，所述组分a3)的加入量为0～20wt％；
更优选地，所述组分a)为数均分子量在2000克/摩尔的端羟基聚丁二烯丙烯腈a1)与数均分子量在1000克/摩尔的聚环氧丙烷二元醇a2)的混合物，或者数均分子量在2000克/摩尔的端羟基聚丁二烯丙烯腈与数均分子量在1000克/摩尔的聚环氧丙烷二元醇a2)和数均分子量2000克/摩尔的聚环氧丙烷二元醇a3)的混合物，其中，以所述组分a)的质量总量为100％计，所述组分a1)的加入量为0.5～5.5wt％,所述组分a3)的加入量为0～20wt％。


3.根据权利要求1或2所述的聚氨酯聚脲水分散体，其特征在于，
所述组分f)的平均胺基官能度为1.75～2；
和/或，所述组分f)包括含有羟基的多元胺中的至少一种，其中，所述含有羟基的多元胺占所述组分f)的质量比例为30～100％。


4.根据权利要求1-3任一项所述的聚氨酯聚脲水分散体，其特征在于，
以所述聚氨酯聚脲水分散体的固体份重量为100％计，
所述组分a)的加入量为55-85％，优选71～78wt％；和/或，
所述组分b)的加入量为0.1-6wt％，优选2.2～3.5wt％；和/或，
所述组分c)的加入量为0.1～8wt％，优选1.5～4wt％；和/或，
所述组分d)的加入量为5～40wt％，优选17～21wt％；和/或，
所述组分e)的加入量为0.5～3wt％，优选1.2～1.6wt％；和/或，
所述组分f)的加入量为0.1～3wt％，优选0.75～1.25wt％。


5.根据权利要求1-4任一项所述的聚氨酯聚脲水分散体，其特征在于，
所述组分b)为具有如下结构式(HO)xR(COOH)y的羟基羧酸，其中，R代表直链或者接枝的具有C1-C10的羟基残基，x和y彼此独立地选自1-3的整数；优选地，所述组分b)选自2,2-二羟甲基丙酸，；更优选地，所述组分b)还任选的包括：乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、1,4-二羟基环己烷、1,4-二羟甲基环己烷、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇、新戊二醇、1,4-环己二醇、1,4-环己烷二甲醇和2-乙基-1.3-己二醇的一种或多种，优选包括：1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、新戊...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹玉阳，晋云全，纪学顺，井健，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37