一种环氧树脂改性聚醚胺增强水性聚氨酯乳液及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环氧树脂改性聚醚胺增强水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述乳液包含异氰酸根封端的预聚体组分和含有环氧树脂改性的聚醚胺组分，所述的含有环氧树脂改性的聚醚胺组分中的仲胺(‑NH‑)和所述异氰酸酯预聚体组分中的异氰酸根(—NCO)之间的摩尔比为(0.75～0.95):1。本发明专利技术有效地将环氧树脂引入到水性聚氨酯的主链上，分子链结构较其它方法规整，没有破坏环氧树脂上所含有的羟基，很好的改善了水性聚氨酯的粘接强度、耐水性及耐热性。可以解决目前市场上水性聚氨酯在粘接强度、耐水性、耐溶剂性及耐热性等方面的不足。

Epoxy resin modified polyether amine reinforced waterborne polyurethane emulsion and preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
一种环氧树脂改性聚醚胺增强水性聚氨酯乳液及制备方法
本专利技术属于化学
，具体涉及一种环氧树脂改性聚醚胺增强水性聚氨酯乳液及制备方法。
技术介绍
随着环保法规的日益严格和人们环保意识的渐增强，水性聚氨酯已广泛用于涂料、胶粘剂、皮革涂饰等方面。作为理想的水性聚氨酯胶粘剂应具有附着力大、粘接强度高、耐水、耐溶剂、耐热性好等特点，但是水性聚氨酯以水作为分散介质，其表面张力大，对疏水性基材的润湿性较差，影响了粘接强度，而且水性聚氨酯中含有亲水性基团，使得胶粘剂的耐水性、耐溶剂性、耐热性和光泽等较差，严格限制了水性聚氨酯的使用。环氧树脂作为多官能度的化合物，具有粘接性好，强度高和耐水、耐化学品性好、热稳定性好、成型收缩率低等特点。利用环氧树脂改性水性聚氨酯可显著提高胶膜对基材的粘接强度、胶膜的抗张力、耐水性、耐溶剂性和耐化学品性。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的目的之一是提供一种环氧树脂改性聚醚胺增强水性聚氨酯乳液。以解决目前市场上水性聚氨酯在粘接强度、耐水性、耐溶剂性及耐热性等方面的不足。本专利技术的目的之二在于所述环氧树脂改性聚醚胺增强水性聚氨酯乳液的制备方法。为了实现本专利技术的目的之一，所采用的技术方案是：一种环氧树脂改性聚醚胺增强水性聚氨酯乳液，所述乳液包含异氰酸根封端的预聚体组分和含有环氧树脂改性的聚醚胺组分，所述的含有环氧树脂改性的聚醚胺组分)中的仲胺(-NH-)和所述异氰酸酯预聚体组分中的异氰酸根(—NCO)之间的摩尔比为(0.75～0.95):1；其中，所述异氰酸根封端的预聚体组分当中，按重量份计算，包括如下组分：所述含有环氧树脂改性的聚醚胺组分的聚醚胺中的胺基(—NH2)的摩尔数与环氧树脂中环氧基的摩尔数比为1:1。在本专利技术的一个优选实施例中，所述异氰酸根封端的预聚体组分当中还包括催化剂。在本专利技术的一个优选实施例中，所述异氰酸根封端的预聚体组分当中的异氰酸根(—NCO)与羟基(—OH)的摩尔比为1.3～1.8：1。优选摩尔比为1.3～1.6：1。在本专利技术的一个优选实施例中，所述成盐剂与亲水性扩链剂的摩尔比为0.75～1.00：1。优选摩尔比为0.85～0.90：1。在本专利技术的一个优选实施例中，所述的低聚物多元醇为聚氧化丙烯多元醇、聚四氢呋喃多元醇、聚氧化乙烯多元醇或聚氧化乙烯—氧化丙烯共聚多元醇中的任意一种或多种，所述低聚物多元醇数均分子量为1000～4000，官能度为2。优选数均分子量为2000～3000。在本专利技术的一个优选实施例中，所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或4，4'-二环己基甲烷二异氰酸酯中的任意一种或多种。在本专利技术的一个优选实施例中，所述二元醇扩链剂为乙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇或新戊二醇、一缩二乙二醇中的任意一种或多种。在本专利技术的一个优选实施例中，所述亲水性扩链剂为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸中的任意一种或多种。在本专利技术的一个优选实施例中，所述成盐剂为三乙胺。在本专利技术的一个优选实施例中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂中的任意一种，所述环氧树脂的环氧值为0.48～0.54。在本专利技术的一个优选实施例中，所述的聚醚胺的分子量为600-2000，—NH2官能度为1。为了实现本专利技术的目的之二，所采用的技术方案是：一种环氧树脂改性聚醚胺增强水性聚氨酯乳液的制备方法，包含如下步骤：步骤一，制备环氧改性的聚醚胺组分：在常温下加入所述聚醚胺与所述环氧树脂后升温至35～45℃，混合均匀后再升温至80～90℃后保温反应得所述环氧改性的聚醚胺组分；步骤二，制备异氰酸根封端的预聚体组分步骤：将所述低聚物多元醇在110～130℃真空脱水，氮保护下将脱水后的低聚物多元醇降温到50～60℃，加入所述的异氰酸酯和催化剂在75～85℃反应达到理论NCO后，降温至65～75℃，加入所述小分子扩链剂及用氮乙基吡咯烷酮溶解好的所述亲水性扩链剂，继续反应至理论NCO含量；降温至40～50℃后加入所述成盐剂，保温反应制得所述异氰酸根封端的预聚体组分；步骤三，制备环氧树脂改性聚醚胺增强的水性聚氨酯乳液：用丙酮调节步骤二所制得的异氰酸根封端的预聚体粘度至2000～6000cps/30℃，按固含量25～50％的比例加入到25～35℃的去离子水中在35～45℃的温度下恒温乳化后搅拌加入用丙酮稀释的步骤一制得的环氧改性的聚醚胺组分后进行扩链反应后搅拌，脱除丙酮得所述环氧树脂改性聚醚胺增强的水性聚氨酯乳液。本专利技术的有益效果在于：本专利技术有效地将环氧树脂引入到水性聚氨酯的主链上，分子链结构较其它方法规整，没有破坏环氧树脂上所含有的羟基，很好的改善了水性聚氨酯的粘接强度、耐水性及耐热性。可以解决目前市场上水性聚氨酯在粘接强度、耐水性、耐溶剂性及耐热性等方面的不足。具体实施方式本专利技术的主要原理在于：本专利技术先利用聚醚胺与环氧树脂进行开环反应，得到环氧树脂—聚醚胺的加合物，将其作为胺类扩链剂，加到异氰酸根封端的预聚体所形成的水性聚氨酯中进行扩链反应，制得环氧改性聚醚胺增强的水性聚氨酯。与现有技术相比，本专利技术采用的制备方法，过程简单，可控，并且很好的将环氧树脂引入到水性聚氨酯的主链上，分子链结构较其它方法规整，没有破坏环氧树脂上所含有的羟基，很好的改善了水性聚氨酯的粘接强度、耐水性及耐热性。而且本专利技术采用聚醚胺作为环氧树脂改性的基体，环氧改性后的聚醚胺其亲水性较好，可以很好的在水中与异氰酸根反应，另外环氧树脂引入到水性聚氨酯的主链上，环氧树脂开环后所形成的羟基并没有被破化，这就克服了由于环氧树脂的亲水性引起的乳液储存不稳定的问题。下面通过具体的实施例对本专利技术做进一步的阐述，但是需要说明的是本专利技术的实施例中所描述的具体物料配比、工艺条件及结果仅用于说明本专利技术，但是本专利技术的保护范围不局限于所述的实施例。实施例1实施例1的组分见表1。表1环氧改性的聚醚胺组分的制备：常温下加入聚醚胺-2000(数均分子量2000)4000.00g与环氧树脂E-51392.00g，升温至35～45℃，混合均匀后，再升温至80～90℃，保温反应2h，制得环氧树脂改性的聚醚胺组分(B)；异氰酸根封端的预聚体组分的制备：在装有温度计、加热套、搅拌的反应瓶中，加入400.00g聚氧化丙烯二醇(数均分子量4000)，在110～130℃下脱水1h，在氮气的保护下，将脱水的聚氧化丙烯二醇降温至50～60℃，加入208.31g异佛尔酮二异氰酸酯、245.84g4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯和微量(0.012g)催化剂，75～85℃反应，达到理论NCO后，降温至65～75℃后，加入73.59g1,6己二醇、及47.00gN-乙基吡咯烷酮和47.00g二羟基丁酸，继续反应到理论NC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环氧树脂改性聚醚胺增强水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述乳液包含异氰酸根封端的预聚体组分和含有环氧树脂改性的聚醚胺组分，所述的含有环氧树脂改性的聚醚胺组分中的仲胺(-NH-)和所述异氰酸酯预聚体组分中的异氰酸根(—NCO)之间的摩尔比为(0.75～0.95):1；/n其中，所述异氰酸根封端的预聚体组分当中，按重量份计算，包括如下组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种环氧树脂改性聚醚胺增强水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述乳液包含异氰酸根封端的预聚体组分和含有环氧树脂改性的聚醚胺组分，所述的含有环氧树脂改性的聚醚胺组分中的仲胺(-NH-)和所述异氰酸酯预聚体组分中的异氰酸根(—NCO)之间的摩尔比为(0.75～0.95):1；
其中，所述异氰酸根封端的预聚体组分当中，按重量份计算，包括如下组分：



所述含有环氧树脂改性的聚醚胺组分的聚醚胺中的胺基(—NH2)的摩尔数与环氧树脂中环氧基的摩尔数比为1:1。


2.如权利要求1所述的一种环氧树脂改性聚醚胺增强水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述异氰酸根封端的预聚体组分当中还包括催化剂。


3.如权利要求1所述的一种环氧树脂改性聚醚胺增强水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述异氰酸根封端的预聚体组分当中的异氰酸根(—NCO)与羟基(—OH)的摩尔比为1.3～1.8：1。


4.如权利要求1所述的一种环氧树脂改性聚醚胺增强水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述成盐剂与亲水性扩链剂的摩尔比为0.75～1.00：1。


5.如权利要求1所述的一种环氧树脂改性聚醚胺增强水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述的低聚物多元醇为聚氧化丙烯多元醇、聚四氢呋喃多元醇、聚氧化乙烯多元醇或聚氧化乙烯—氧化丙烯共聚多元醇中的任意一种或多种，所述低聚物多元醇数均分子量为1000～4000，官能度为2。


6.如权利要求1所述的一种环氧树脂改性聚醚胺增强水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或4，4'-二环己基甲烷二异氰酸酯中的任意一种或多种；
所述二元醇扩链剂为乙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇或新戊二醇、一缩二乙二醇中的任意一种或多种。


7.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱建中，钱洪祥，陈桂莲，张杨静，胡亮，吴磊，
申请(专利权)人：上海汇得科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31