一种高透明度阴离子水性聚氨酯分散体及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高透明度阴离子水性聚氨酯分散体及其制备方法；该制备方法包括以下步骤：a)将聚合物多元醇脱水后，与异氰酸酯进行预聚，再依次经前扩链、后扩链和中和，得到反应产物；b)在步骤a)得到的反应产物中加入有机硅改性剂后进行乳化，再经消泡、脱除溶剂，得到高透明度阴离子水性聚氨酯分散体。与现有技术相比，本发明专利技术提供的制备方法采用特定工艺，生产可操控性好、稳定性高，各生产批次产品状态、性能参数平行性好，适合工业化应用；并且制备得到的产品透明度高，能够满足于皮革加工工艺需求，适用于PVC、PU、PET等基材的涂释。

【技术实现步骤摘要】
一种高透明度阴离子水性聚氨酯分散体及其制备方法
本专利技术涉及水性聚氨酯
，更具体地说，是涉及一种高透明度阴离子水性聚氨酯分散体及其制备方法。
技术介绍
水性聚氨酯是聚氨酯预聚体在高速搅拌下分散于水中形成的高分子材料。根据聚氨酯预聚体组成以及结构的不同，水性聚氨酯性能不一，这就直接决定了水性聚氨酯不同应用范畴，如涂饰剂、涂料、胶黏剂以及其它功能性应用。随着我国居民生活水平的提高，近年来人们对皮革的使用要求也越来越高。耐划痕、耐摩擦、手感滑爽、强耐水性以及强拉伸强度等特性，均是目前以及未来一段时间皮革使用过程所要直接呈现出的优良特性，这就对皮革的加工工艺提出了更高的要求。从皮革涂饰的工艺角度讲，皮革涂饰剂的选择将影响着皮革的使用性能。皮革表层涂饰用的水性聚氨酯不仅要具有优良的成膜性能，更重要的是要满足于皮革的加工工艺，以达到提升皮革性能的要求。相对来讲，我国对于水性聚氨酯的研究相对较晚，并且存在一定的研究应用差距。近年来，众多科研机构的技术人员对水性聚氨酯的研究做出了不懈的努力并取得了不菲的成果，同时将研究成果进行了市场推广与应用。但是与部分发达国家相比，我国的水性聚氨酯的生产与应用仍然存在诸多问题，其中水性聚氨酯产品外观状态与应用性能是否统一、供货过程中不同批次间产品是否稳定是关系到技术能否正常推广的关键。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种高透明度阴离子水性聚氨酯分散体及其制备方法，本专利技术提供的制备方法生产可操控性好、稳定性高，适合工业化应用，并且得到的产品透明度高，能够满足于皮革加工工艺需求，适用于PVC、PU、PET等基材的涂释。本专利技术提供了一种高透明度阴离子水性聚氨酯分散体的制备方法，包括以下步骤：a)将聚合物多元醇脱水后，与异氰酸酯进行预聚，再依次经前扩链、后扩链和中和，得到反应产物；b)在步骤a)得到的反应产物中加入有机硅改性剂后进行乳化，再经消泡、脱除溶剂，得到高透明度阴离子水性聚氨酯分散体。优选的，步骤a)中所述聚合物多元醇选自聚酯多元醇和/或聚醚多元醇；所述异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种。优选的，步骤a)中所述脱水的温度为100℃～130℃，压力为-0.09MPa～-0.1MPa，时间为45min～120min。优选的，步骤a)中所述预聚的过程具体为：将脱水后的聚合物多元醇降温至90℃以下，加入异氰酸酯在60℃～90℃下反应1h～3h。优选的，步骤a)中所述前扩链的过程具体为：根据NCO检测结果判断预聚完成后，加入小分子多元醇扩链剂和催化剂，在50℃～90℃下反应2h～6h，直至NCO检测合格；所述小分子多元醇扩链剂包括2,2-二羟甲基丙酸。优选的，步骤a)中所述后扩链的过程具体为：将前扩链得到的产物降温至60℃以下，加入溶剂稀释后，在20℃～50℃下缓慢滴加小分子多元胺扩链剂；所述小分子多元胺扩链剂选自乙二胺、二乙烯三胺和己二胺中的一种或多种。优选的，步骤a)中所述中和所用的中和剂为三乙胺；所述中和的温度为10℃～50℃，时间为5min～10min。优选的，步骤b)中所述有机硅改性剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(正丁基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-环己基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和3-二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。优选的，步骤b)中所述在步骤a)得到的反应产物中加入有机硅改性剂后进行乳化的过程具体为：在500r/min～5000r/min的搅拌下，控制温度为0℃～50℃，在步骤a)得到的反应产物中缓慢滴加有机硅改性剂的水溶液，加完后立即加水进行乳化5min～20min，完成乳化过程。本专利技术还提供了一种高透明度阴离子水性聚氨酯分散体，采用上述技术方案所述的制备方法制备而成。本专利技术提供了一种高透明度阴离子水性聚氨酯分散体及其制备方法；该制备方法包括以下步骤：a)将聚合物多元醇脱水后，与异氰酸酯进行预聚，再依次经前扩链、后扩链和中和，得到反应产物；b)在步骤a)得到的反应产物中加入有机硅改性剂后进行乳化，再经消泡、脱除溶剂，得到高透明度阴离子水性聚氨酯分散体。与现有技术相比，本专利技术提供的制备方法采用特定工艺，生产可操控性好、稳定性高，各生产批次产品状态、性能参数平行性好，适合工业化应用；并且制备得到的产品透明度高，能够满足于皮革加工工艺需求，适用于PVC、PU、PET等基材的涂释。实验结果表明，本专利技术提供的制备方法得到的产品透光率在92％以上，成膜力学性能好，拉伸强度在18MPa以上，拉伸率＞500，能够满足于皮革加工工艺需求，适用于PVC、PU、PET等基材的涂释。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种高透明度阴离子水性聚氨酯分散体的制备方法，包括以下步骤：a)将聚合物多元醇脱水后，与异氰酸酯进行预聚，再依次经前扩链、后扩链和中和，得到反应产物；b)在步骤a)得到的反应产物中加入有机硅改性剂后进行乳化，再经消泡、脱除溶剂，得到高透明度阴离子水性聚氨酯分散体。本专利技术首先将聚合物多元醇脱水后，与异氰酸酯进行预聚，再依次经前扩链、后扩链和中和，得到反应产物。在本专利技术中，所述聚合物多元醇优选选自聚酯多元醇和/或聚醚多元醇；其中，所述聚酯多元醇优选包括己二酸系聚酯多元醇、丁二酸系聚酯多元醇、戊二酸系聚酯多元醇、癸二酸系聚酯多元醇以及相对应混合二元酸聚酯多元酸，同时还可以是不饱和二元酸聚酯多元醇；所述聚醚多元醇优选包括聚氧化丙烯多元醇、聚四氢呋喃及其共聚醚多元醇以及聚氧化乙烯多元醇。在本专利技术优选的实施例中，所述聚合物多元醇选自己二酸系聚酯二醇，或聚四氢呋喃醚，或戊二酸系聚酯二醇和聚乙二醇的混合物(质量比为19：6)，或聚丙二醇、聚乙二醇和己二酸-新戊二醇聚合物的混合物(质量比为10：3：17)。本专利技术对所述聚合物多元醇的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品或自制品均可。在本专利技术中，所述异氰酸酯优选选自异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种，更优选为异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或两种，更更优选为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种。本专利技术对所述异氰酸酯的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。...

【技术保护点】
1.一种高透明度阴离子水性聚氨酯分散体的制备方法，包括以下步骤：/na)将聚合物多元醇脱水后，与异氰酸酯进行预聚，再依次经前扩链、后扩链和中和，得到反应产物；/nb)在步骤a)得到的反应产物中加入有机硅改性剂后进行乳化，再经消泡、脱除溶剂，得到高透明度阴离子水性聚氨酯分散体。/n

【技术特征摘要】
1.一种高透明度阴离子水性聚氨酯分散体的制备方法，包括以下步骤：
a)将聚合物多元醇脱水后，与异氰酸酯进行预聚，再依次经前扩链、后扩链和中和，得到反应产物；
b)在步骤a)得到的反应产物中加入有机硅改性剂后进行乳化，再经消泡、脱除溶剂，得到高透明度阴离子水性聚氨酯分散体。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述聚合物多元醇选自聚酯多元醇和/或聚醚多元醇；
所述异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述脱水的温度为100℃～130℃，压力为-0.09MPa～-0.1MPa，时间为45min～120min。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述预聚的过程具体为：
将脱水后的聚合物多元醇降温至90℃以下，加入异氰酸酯在60℃～90℃下反应1h～3h。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述前扩链的过程具体为：
根据NCO检测结果判断预聚完成后，加入小分子多元醇扩链剂和催化剂，在50℃～90℃下反应2h～6h，直至NCO检测合格；
所述小分子多元醇扩链剂包括2,2-二羟甲基丙酸。


6.根据权利要求1所述的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫建华，郭龙龙，吴志红，蔡颖辉，辛伟，朱俊鹏，崔鲁青，
申请(专利权)人：黄河三角洲京博化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37