本发明专利技术公开了一种指甲油用水性聚氨酯‑脲分散体及其制备方法。水性聚氨酯‑脲分散体主要包括：聚己内酯磺酸基间苯二甲酸钠二醇28‑35份、聚己内酯二醇7‑13份、小分子扩链剂4‑8份、多异氰酸酯32‑37份、催化剂0.05‑0.2份、溶剂41‑46份。其中聚己内酯磺酸基间苯二甲酸钠二醇主要由间苯二甲酸‑5‑磺酸钠、6‑己内酯、小分子二醇单体反应制得；再用聚己内酯磺酸基间苯二甲酸钠二醇与聚己内酯二醇、小分子扩链剂、多异氰酸酯、催化剂、溶剂混合，加热反应，滴加3‑氨基丙基三乙氧基硅烷的甲乙酮溶液，乳化，减压蒸馏，即得水性聚氨酯‑脲分散体。本发明专利技术合成的水性聚氨酯‑脲分散体具有优异光泽、附着力、耐磨、防水的性能，无气味，可用于甲油及其它化妆品。
【技术实现步骤摘要】
一种指甲油用水性聚氨酯-脲分散体及其制备方法
本专利技术涉及树脂合成
，具体为一种指甲油用水性聚氨酯-脲分散体及其制备方法。
技术介绍
传统的水性指甲油以水、水性成膜剂、颜料、香精等添加剂搅拌混合而成，其中水性成膜剂主要由醇酸树脂或丙烯酸制成，醇酸树脂或丙烯酸制备水性成膜剂过程中，会添加如苯、甲苯、二甲苯等有机溶剂，尽管制备工艺采取一些措施降低有机溶剂的含量，但未能清除；少量的有机溶剂依旧会散发出刺激性气味，刺激性气味会引起指甲油使用者的心理排斥，严重的会危害人类健康、污染环境。为了解决此类问题，通常在配方中添加香精，来掩盖刺激性气味。另外，传统的水性指甲油还存在一些缺陷，比如光泽感差、附着力弱、遇水容易起变的现象。本专利技术中通过原料和制备工艺的改善，可以制得无气味，且成膜具有优异光泽、附着力、韧性、耐磨性和防水性的水性聚氨酯-脲分散体，用于制备指甲油及其他化妆品领域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种指甲油用水性聚氨酯-脲分散体及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种指甲油用水性聚氨酯-脲分散体，各原料组分如下，按重量份数计，聚己内酯磺酸基间苯二甲酸钠二醇28-35份、聚己内酯二醇7-13份、小分子扩链剂4-8份、多异氰酸酯32-37份、催化剂0.05-0.2份、溶剂41-46份。优选的，本技术方案中聚己内酯二醇分子量为2000，聚己内酯磺酸基间苯二甲酸钠二醇羟值当量为340。进一步的，聚己内酯磺酸基间苯二甲酸钠二醇主要由间苯二甲酸-5-磺酸钠、6-己内酯、小分子二醇单体反应制得。进一步的，小分子二醇单体为1，2-乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇中任意一种。进一步的，多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、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯的一种或多种；优选的，多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯。进一步的，小分子扩链剂为乙二醇、二甘醇、1，4-环已基二醇、1，2-葵二醇中的任意一种。进一步的，催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡中的任意一种，优选的，催化剂为二月桂酸二丁基锡。进一步的，溶剂为甲乙酮。一种指甲油用水性聚氨酯-脲分散体的制备方法，包括以下步骤；(1)制备聚己内酯磺基间苯二甲酸钠二醇；将间苯二甲酸-5-磺酸钠和小分子二醇单体混合，加入钛系催化剂，升温反应；真空脱水，制得间苯二甲酸-5-磺酸钠酯二醇；将6-己内酯、间苯二甲酸-5-磺酸钠酯二醇混合，抽真空，搅拌，加入催化剂辛酸亚锡，升温,氮气保压，反应；加入二氯甲烷溶解反应液，过滤去沉淀，制得聚己内酯磺基间苯二甲酸钠二醇；(2)制备水性聚氨酯-脲分散体；取甲乙酮溶剂，加入去离子水和冰醋酸，搅拌，滴加3-氨基丙基三乙氧基硅烷，搅拌，自然冷却，得到3-氨基丙基三乙氧基硅烷-甲乙酮溶液；将聚己内酯磺酸基间苯二甲酸钠二醇、聚己内酯二醇、小分子扩链剂、多异氰酸酯、催化剂和甲乙酮溶剂混合，升温反应；滴加预先配制好的3-氨基丙基三乙氧基硅烷-甲乙酮溶液，保温反应；加入去离子水，高速搅拌，乳化，降温，减压蒸馏，制得指甲油用水性聚氨酯-脲分散体。间苯二甲酸-5-磺酸钠和小分子二醇单体通过酯化反应生成含端羟基、磺酸钠盐基团的间苯二甲酸-5-磺酸钠酯二醇，间苯二甲酸-5-磺酸钠酯二醇和已内酯加成反应，生成含有端羟基、磺酸钠盐基团、已内酯结构的聚己内酯磺酸基间苯二甲酸钠二醇；该二醇含端羟基，可用于聚氨酯树脂合成的多元醇单体使用；含磺酸钠盐基团，在水中通过高速搅拌乳化获得水性分散体，水溶性更高；己内酯结构赋予其柔软性和附着力，苯环结构赋予其分子刚性和结晶性。利用聚己内酯磺酸基间苯二甲酸钠二醇与聚己内酯二醇、小分子扩链剂、多异氰酸酯反应合成聚氨酯-聚脲树脂，一方面因聚己内酯磺酸基间苯二甲酸钠二醇结构上含两个端羟基，可以作为多元醇单体参与聚氨酯树脂的预聚体合成反应，另一方面因其结构上含两个磺酸盐侧链基团，功能上代替现有工艺中的二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸等羧酸盐类亲水性扩链剂，或乙二胺基乙磺酸钠盐等磺酸盐类亲水性扩链剂。故采用聚己内酯磺酸基间苯二甲酸钠二醇作为原料合成聚氨酯-聚脲树脂，不需要再进行二羟甲基丙酸和二羟甲基丁酸、乙二胺基乙磺酸钠盐等亲水性扩链剂的扩链反应或羧酸盐的中和反应；得到的树脂预聚体，加水后即可搅拌乳化，制得水性聚氨酯-脲分散体。进一步的，指甲油用水性聚氨酯-脲分散体的制备方法，包括以下步骤；(1)制备聚己内酯磺基间苯二甲酸钠二醇；将间苯二甲酸-5-磺酸钠和小分子二醇单体混合，加入钛系催化剂，升温至215-245℃，反应2-4h；真空脱水30-40min，制得间苯二甲酸-5-磺酸钠酯二醇；将6-己内酯、间苯二甲酸-5-磺酸钠酯二醇混合，抽真空，真空度为-0.095～-0.098Mpa，搅拌，加入催化剂辛酸亚锡，升温至137-145℃,氮气保压，反应40-60min；加入二氯甲烷溶解反应液，过滤去沉淀，制得聚己内酯磺基间苯二甲酸钠二醇；(2)制备水性聚氨酯-脲分散体；取甲乙酮溶剂，加入去离子水和冰醋酸，搅拌，滴加3-氨基丙基三乙氧基硅烷，搅拌40-50min，自然冷却，得到3-氨基丙基三乙氧基硅烷-甲乙酮溶液；将聚己内酯磺酸基间苯二甲酸钠二醇、聚己内酯二醇、小分子扩链剂、多异氰酸酯、催化剂和甲乙酮溶剂混合，升温至80-85℃，反应4-5h；滴加预先配制好的3-氨基丙基三乙氧基硅烷-甲乙酮溶液，保温反应10-20min；加入去离子水，高速搅拌，搅拌速度为700-900r/min，乳化20-40min；降温至47-53℃，减压至真空，蒸馏，收集甲乙酮馏分，得到指甲油用水性聚氨酯-脲分散体。制得的指甲油用水性聚氨酯-脲分散体的固含量为48-52％，优选的，固含量为50％。本步骤中甲乙酮溶剂分两部分使用，1/2量用于配制3-氨基丙基三乙氧基硅烷-甲乙酮溶液；剩余1/2余量甲乙酮用于和聚己内酯磺酸基间苯二甲酸钠二醇、聚己内酯二醇、小分子扩链剂、多异氰酸酯、催化剂混合。本步骤中，水和冰醋酸的加入量分别为3-氨基丙基三乙氧基硅烷加入量的1％和0.2％；用于加快3-氨基丙基三乙氧基硅烷的水解；甲乙酮溶剂与3-氨基丙基三乙氧基硅烷的质量为10:1。进一步的，在指甲油用水性聚氨酯-脲分散体制备过程中，聚己内酯磺酸基间苯二甲酸钠二醇、聚己内酯二醇、小分子扩链剂、多异氰酸酯物质的量比为2：1：4：8。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：1、制备工艺进行改善，甲乙酮作为溶剂分两步使用；第一步与3-氨基丙基三乙氧基硅烷配制溶液，可提高3-氨基丙基三乙氧基硅烷在指甲等物质表面的分散性；第二步与聚己内酯磺酸基间苯二甲酸钠二醇、聚己内酯二醇、小分子扩链剂、多异氰酸酯、催化剂混合，提高各组分间的相溶性。乳化反应结束后，采用减压蒸馏法高效去除体系中的甲乙酮馏分，保证水性聚氨酯-脲分散体中不含有机溶剂、重金属，气味本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种指甲油用水性聚氨酯-脲分散体，其特征在于；各原料组分如下，按重量份数计，聚己内酯磺酸基间苯二甲酸钠二醇28-35份、聚己内酯二醇7-13份、小分子扩链剂4-8份、多异氰酸酯32-37份、催化剂0.05-0.2份、溶剂41-46份。/n
【技术特征摘要】
1.一种指甲油用水性聚氨酯-脲分散体，其特征在于；各原料组分如下，按重量份数计，聚己内酯磺酸基间苯二甲酸钠二醇28-35份、聚己内酯二醇7-13份、小分子扩链剂4-8份、多异氰酸酯32-37份、催化剂0.05-0.2份、溶剂41-46份。
2.根据权利要求1所述的一种指甲油用水性聚氨酯-脲分散体，其特征在于：所述聚己内酯磺酸基间苯二甲酸钠二醇主要由间苯二甲酸-5-磺酸钠、6-己内酯、小分子二醇单体反应制得。
3.根据权利要求2所述的一种指甲油用水性聚氨酯-脲分散体，其特征在于：所述小分子二醇单体为1，2-乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇中任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种指甲油用水性聚氨酯-脲分散体，其特征在于：所述多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、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯的一种或多种；优选的，多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯。
5.根据权利要求1所述的一种指甲油用水性聚氨酯-脲分散体，其特征在于：所述小分子扩链剂为乙二醇、二甘醇、1，4-环已基二醇、1，2-葵二醇中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种指甲油用水性聚氨酯-脲分散体，其特征在于：所述催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡中的任意一种，优选的，催化剂为二月桂酸二丁基锡。
7.根据权利要求1所述的一种指甲油用水性聚氨酯-脲分散体，其特征在于：所述溶剂为甲乙酮。
8.一种指甲油用水性聚氨酯-脲分散体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤；
(1)制备聚己内酯磺基间苯二甲酸钠二醇；将间苯二甲酸-5-磺酸钠和小分子二醇单体混合，加入钛系催化剂，升温反应；真空脱水，制得间苯二甲酸-5-磺酸钠酯二醇；将6-己内酯、间苯二甲酸-5-磺酸钠酯二醇混合，抽真空，搅拌，加入催化剂辛酸亚锡，升温,氮气保压，反应；加入二氯甲烷溶解反应液，过滤去沉淀，制得聚己内酯磺...
【专利技术属性】
技术研发人员：张善志，
申请(专利权)人：温州国仕邦高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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