一种超高固含水性聚氨酯树脂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种超高固含水性聚氨酯树脂的制备方法，所述制备方法包括：提供一水性聚氨酯预聚体；使用第一水性聚氨酯树脂乳化所述水性聚氨酯预聚体，所述第一水性聚氨酯树脂与所述水性聚氨酯预聚体不具有反应性，所述第一水性聚氨酯树脂的固含量为10％～40％，pH值为6～8；使用多元胺水溶液对乳化后的所述水性聚氨酯预聚体进行扩链，得到一反应乳液；对所述反应乳液进行后处理，制备得到超高固含的第二水性聚氨酯树脂，所述第二水性聚氨酯树脂的固含量为50％～65％，pH值为6～8。

【技术实现步骤摘要】
一种超高固含水性聚氨酯树脂及其制备方法
本专利技术涉及水性聚氨酯合成领域，具体涉及一种超高固含水性聚氨酯树脂及其制备方法。
技术介绍
水性聚氨酯作为一种绿色无污染高分子材料，由于其出色的物理机械性能和生物相容性，在皮革、胶黏剂、涂料、医疗器械等领域有着广泛的用途。目前市场使用的水性聚氨酯树脂的固含量偏低，通常为20％～40％，固含量偏低会增加产品的包装和运输费用，同时限制了在某些领域的应用，如粘合剂应用领域，通常需要含固量高于50％。因此生产超高固含量产品(50％以上)是水性聚氨酯发展的一个重要方向。目前，例如可以通过将含有不同含量磺酸盐亲水基团的聚氨酯预聚体混合乳化，再经二次扩链，获得固含量50％以上的水性聚氨酯乳液，但是该方法获得的高固含水性聚氨酯乳液，不仅在实际生产过程中操作复杂，而且稳定性低。还可以使用含磺酸盐基团的多元醇制备高固含水性聚氨酯树脂，这也限制了使用领域。因此，如何制备高固含阴离子型、非离子型、阳离子型以及复合离子型水性聚氨酯树脂是市场亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的之一在于提供一种超高固含水性聚氨酯树脂制备方法，利用本专利技术的制备的方法制备的超高固含水性聚氨酯树脂具有50％～65％的超高固含量，且制备方法简单。本专利技术的另一个目的在于，提供一种经如上所述的制备方法制备的超高固含水性聚氨酯树脂。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供了一种超高固含水性聚氨酯树脂的制备方法，所述制备方法包括：提供一水性聚氨酯预聚体；使用第一水性聚氨酯树脂乳化所述水性聚氨酯预聚体，所述第一水性聚氨酯树脂与所述水性聚氨酯预聚体不具有反应性，所述第一水性聚氨酯树脂的固含量为10％～40％，pH值为6～8；使用多元胺水溶液对乳化后的所述水性聚氨酯预聚体进行扩链，得到一反应乳液；对所述反应乳液进行后处理，制备得到超高固含的第二水性聚氨酯树脂，所述第二水性聚氨酯树脂的固含量为50％～65％，pH值为6～8。在一些实施例中，所述水性聚氨酯预聚体选自阴离子型、非离子型、阳离子型、阴—非离子型、阳—非离子型水性聚氨酯预聚体中任意一种。在一些实施例中，所述水性聚氨酯预聚体由多元醇化合物、多异氰酸酯化合物、第一扩链剂、第二扩链剂，以及根据需要的成盐剂反应而得到的。在一些实施例中，所述多元醇化合物选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇中的任意一种或任意其组合，和/或所述多元醇化合物的数均分子量为500～5000g/mol。在一些实施例中，第一扩链剂选自含羧基、磺酸盐、氮嗡离子、硫嗡离子、磷嗡离子、聚氧乙烯等亲水基团的双活性氢化合物中任意一种或上述任意其组合。在一些实施例中，第一水性聚氨酯树脂选自阴离子、阳离子、非离子、阴—非离子、阳—非离子型水性聚氨酯树脂中的任意一种。在一些实施例中，所述乳化的搅拌速率为200-500r/min，和/或搅拌时间为18-40min。在一些实施例中，所述多元胺水溶液中多元胺的质量分数为10％～50％。在一些实施例中，所述多元胺选自乙二胺、己二胺、异佛尔酮二胺、环己二甲胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中任意一种或上述任意其组合。本专利技术还提供了一种如上所述制备方法制备获得的超高固含水性聚氨酯树脂。如上所述，根据本专利技术提供的超高固含水性聚氨酯树脂制备方法，利用多元醇和多异氰酸酯反应得到水性聚氨酯预聚体，并通过第一水性聚氨酯作为乳化剂乳化该水性聚氨酯预聚体，从而制备获得超高固含的第二水性聚氨酯树脂。进一步地，所述水性聚氨酯预聚体可以为阴离子型、非离子型、阳离子型、阴—非离子型、阳—非离子型，所述第一水性聚氨酯可以为阴离子型、非离子型、阳离子型、阴—非离子型、阳—非离子型，从而基于本专利技术的制备方法，可以将两种不同类型的水性聚氨酯树脂的特点结合，增加了所述第二水性聚氨酯树脂的性能可调控性。此外，根据本专利技术提供的超高固含水性聚氨酯树脂制备方法更加简单安全可靠、环境友好、步骤少、收率高，在超高固含水性聚氨酯树脂的产业化发展中具有很大的应用价值。附图说明图1示出了本专利技术提供的超高固含水性聚氨酯树脂制备方法的一具体实施方式的流程图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。如没有特别说明，以下实施例所示的“％”和“份”分别是指“质量％”和“质量份”。本专利技术提供了一种超高固含水性聚氨酯树脂制备方法，所述制备方法包括但不限于以下步骤：S1，提供一水性聚氨酯预聚体，S2，使用第一水性聚氨酯树脂乳化所述水性聚氨酯预聚体，所述第一水性聚氨酯树脂与所述水性聚氨酯预聚体不具有反应性，所述第一水性聚氨酯树脂的固含量为10％～40％，pH值为6～8；S3，使用多元胺水溶液对乳化后的所述水性聚氨酯预聚体进行扩链，得到一反应乳液；S4，对所述反应乳液进行后处理，制备得到第二水性聚氨酯树脂，所述第二水性聚氨酯树脂的固含量为50％～65％，pH值为6～8。根据本专利技术提供的超高固含水性聚氨酯树脂制备方法，利用多元醇和多异氰酸酯反应得到水性聚氨酯预聚体(例如标记A)，并通过第一水性聚氨酯(例如标记为B)作为乳化剂乳化该水性聚氨酯预聚体A，从而制备获得超高固含的第二水性聚氨酯树脂(例如标记A)。所述第二水性聚氨酯树脂C的固含量为50％～65％，例如55％、60％、65％，pH值为6～8，例如6、7、8。如图1所示，在步骤S1中，所述水性聚氨酯预聚体A可以为阴离子型、非离子型、阳离子型、阴—非离子型、阳—非离子型的水性聚氨酯预聚体，从而所制备的第二水性聚氨酯C具有相应的离子特性。所述水性聚氨酯预聚体A由多元醇化合物、多异氰酸酯化合物、第一扩链剂、第二扩链剂，以及根据需要与异氰酸酯封端的水性聚氨酯预聚体中亲水基团进行反应的成盐剂反应而得到。所述多元醇化合物为数均分子量为500～5000g/mol的多元醇化合物，例如500g/mol、1000g/mol、1200g/mol、3000g/mol、5000g/mol，所述多元醇化合物可以选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇中的任意一种或任意其组合，进一步地，可以仅由500～5000g/mol的聚碳酸酯多元醇构成，当分子量低于500g/mol时，制备的水性聚氨酯的成膜性不好，当分子量高于5000g/mol时，多元醇化合物活性低，难反应，反应后粘度大，不利于乳化，因此在上述范围内时，保证了第二水性聚氨酯C的均匀稳定性。所述多异氰酸酯化合物为二异氰酸酯为脂肪族和/或芳香族二异氰酸酯，具体的例子可以列本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高固含水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：/n提供一水性聚氨酯预聚体；/n使用第一水性聚氨酯树脂乳化所述水性聚氨酯预聚体，所述第一水性聚氨酯树脂与所述水性聚氨酯预聚体不具有反应性，所述第一水性聚氨酯树脂的固含量为10％～40％，pH值为6～8；/n使用多元胺水溶液对乳化后的所述水性聚氨酯预聚体进行扩链，得到一反应乳液；/n对所述反应乳液进行后处理，制备得到超高固含的第二水性聚氨酯树脂，所述第二水性聚氨酯树脂的固含量为50％～65％，pH值为6～8。/n

【技术特征摘要】
1.一种超高固含水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
提供一水性聚氨酯预聚体；
使用第一水性聚氨酯树脂乳化所述水性聚氨酯预聚体，所述第一水性聚氨酯树脂与所述水性聚氨酯预聚体不具有反应性，所述第一水性聚氨酯树脂的固含量为10％～40％，pH值为6～8；
使用多元胺水溶液对乳化后的所述水性聚氨酯预聚体进行扩链，得到一反应乳液；
对所述反应乳液进行后处理，制备得到超高固含的第二水性聚氨酯树脂，所述第二水性聚氨酯树脂的固含量为50％～65％，pH值为6～8。


2.根据权利要求1所述的超高固含水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于，所述水性聚氨酯预聚体选自阴离子型、非离子型、阳离子型、阴—非离子型、阳—非离子型水性聚氨酯预聚体中任意一种。


3.根据权利要求1或2所述的超高固含水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于，所述水性聚氨酯预聚体由多元醇化合物、多异氰酸酯化合物、第一扩链剂、第二扩链剂，以及根据需要的成盐剂反应而得到的。


4.根据权利要求3所述的超高固含水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于，所述多元醇化合物选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇中的任意一种或任意其组合，和/或所述多元醇化合物的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李维虎，郭文鹤，汪飞，赵曦，朱保凌，戴家兵，
申请(专利权)人：合肥科天水性科技有限责任公司，兰州科天水性高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34