一种单组分无溶剂PU树脂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种单组分无溶剂PU树脂及其制备方法，该树脂由A组分和B组分混合而成；其中A组分包括聚酯二元醇、聚醚二元醇、小分子二元醇、二异氰酸酯和催化剂，其中二异氰酸酯按照NCO/OH的摩尔比为0.5计算用量；B组分包括聚酯二元醇、聚醚二元醇、小分子二元醇、二异氰酸酯、催化剂和吡唑，其中二异氰酸酯按照NCO/OH的摩尔比为1.35计算用量。本发明专利技术是对无溶剂聚氨酯树脂进行了一系列研究，合成了一种单组分无溶剂树脂，该产品使用方便，产品质量稳定，现有的PU革生产线即可生产，不需对设备进行改造。造。

【技术实现步骤摘要】
一种单组分无溶剂PU树脂及其制备方法


[0001]本专利技术属于聚氨酯树脂
，具体涉及一种单组分无溶剂PU树脂及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前PU革以及二榔皮的生产大都以溶剂型的聚氨酯树脂为主，部分采用水性聚氨酯和双组份无溶剂聚氨酯树脂，这两类环保型树脂由于产品质量稳定性差，设备成本投入大，操控难度大，许多性能如：抗撕裂强度、柔软度、色泽等也无法与溶剂型聚氨酯相比，因此，水性聚氨酯和双组份无溶剂聚氨酯在PU革行业占有率并不高。
[0003]现有双组份无溶剂树脂的生产工艺如下：树脂包括A组份和B组份。其中A组份包括聚醚多元醇、乙二醇、二乙二醇等按一定比例混合均匀；B组份为异氰酸酯的积聚体。制备流程包括：将A组份和B组份按照NCO/OH的摩尔比为1.01～1.02计量比例混合，然后涂布于基布或离形纸上，然后贴合基材如二榔皮底坯，卷取，于室温熟化72小时后得到成品。目前来说，由于双组份PU树脂生产还不够成熟，双组份无溶剂PU树脂还只能取代溶剂型的湿法树脂。
[0004]目前溶剂型PU革生产线需要经过改造才能使用，一套混合装置及辅助装置一般在30万元以上，设备成本高。由于双组份混合比例要求精准，但实际上由于设备计量精度和操作人员的操控很容易出现差错，使得产品质量不稳定，甚至出现废品。而且双组份无溶剂树脂保质期短，对贮存条件要求高，操控难度大。由于B组分的异氰酸酯基是一个非常活泼的反应基团，在贮存以及生产过程中，易发生自聚反应以及与空气中微量水分发生反应，从而使B组分NCO含量发生变化，使得PU革生产的操控难度加大，易引发产品质量问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0007]一种单组分无溶剂PU树脂，所述树脂由A组分和B组分混合而成；所述A组分包括聚酯二元醇、聚醚二元醇、小分子二元醇、二异氰酸酯和催化剂，其中二异氰酸酯按照NCO/OH的摩尔比为0.5计算用量；所述B组分包括聚酯二元醇、聚醚二元醇、小分子二元醇、二异氰酸酯、催化剂和吡唑，其中二异氰酸酯按照NCO/OH的摩尔比为1.35计算用量。
[0008]专利技术人通过研究发现，利用二元醇和二异氰酸酯在一定的温度下反应生成聚氨酯树脂，为了能控制反应，先将二异氰酸酯的异氰酸酯基封闭，然后在特定条件再使之解封，从而使聚氨酯的反应继续进行。因此，选取异氰酸酯的封闭剂显得非常关键。封闭剂要具备以下条件：封闭反应温度不能太高；解封速度要快，解封温度要合适，最好在120
‑
130℃，解封要安全，否则会影响产品质量。本专利技术选用吡唑作为封闭剂，在70℃时，即可将体系内的异氰酸酯基进行封闭反应。而且，本体系解封速度快，解封温度低，在130℃下5分钟即可解封，不会影响产品质量。
[0009]优选地，所述A组分包括以下重量份的原料：
[0010][0011]专利技术人通过研究发现，本专利技术的A组分是端羟基预聚体，贮存期长，同时，A组分最终聚氨酯的分子量较小，A组分是经扩链而成，可生产各种软硬度高分子PU产品。
[0012]优选地，所述B组分包括以下重量份的原料：
[0013][0014]优选地，所述B组分的NCO值为0。
[0015]专利技术人通过研究发现，本专利技术B组分用吡唑将异氰酸酯基封闭后，当B组分中NCO值为0时，体系内没有游离的异氰酸酯基，B组分体系稳定，当A组分与B组分混合后，产品稳定性好，可长期贮存。
[0016]优选地，所述催化剂为有机铋催化剂或有机锡催化剂。
[0017]优选地，所述A组分中的聚酯二元醇为聚己二酸乙二醇酯，所述聚醚二元醇为聚碳酸亚内酯二醇。
[0018]优选地，所述A组分中的二异氰酸酯包括50
‑
150重量份的MDI
‑
50和50
‑
80重量份的纯MDI；所述MDI
‑
50为质量含量50％的2,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯和50％的4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物。
[0019]专利技术人通过研究发现，A组分中加入两种二异氰酸酯，使得反应速度快，机械性能好。
[0020]优选地，所述B组分中聚酯二元醇为聚己二酸丁二醇酯，所述聚醚二元醇为聚丙二醇。
[0021]本专利技术还提供一种单组分无溶剂PU树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0022](1)制备A组分：向反应器中加入聚酯二元醇、聚醚二元醇、小分子二元醇，加热至50℃，搅拌均匀；然后加入二异氰酸酯和催化剂，升温至70℃反应6
‑
7h；每隔半小时检测体系内羟值，当羟值恒定时，冷却即得A组分；
[0023](2)制备B组分：向反应器中加入聚酯二元醇、聚醚二元醇、小分子二元醇，加热至50℃，搅拌均匀；然后加入二异氰酸酯，升温至80℃反应1～2h，加入催化剂，继续反应4
‑
5h，
每隔半小时检测体系内NCO值，当NCO值恒定时，降温至70℃；加入吡唑，70℃恒温2～3h；检测体系内NCO值，当NCO值为0时，冷却即得B组分；
[0024](3)制备单组分无溶剂PU树脂：将A组分和B组分混合，搅拌1～2h即可。
[0025]本专利技术通过制备A组分和B组分，然后将两组分混合制备单组分无溶剂树脂，其中A组分是端羟基预聚体，贮存期长，制备方法简单，B组分用吡唑封端异氰酸酯基，不仅封闭反应安全，且解封方便，B组分体系中不含有游离异氰酸酯基。该生产工艺对皮革生产设备要求不高，现有PU革生产线不需要进行改造即可使用，因此没有设备投入。而且工艺操作简单方便，制得的单组分无溶剂树脂加入色粉及少量助剂搅拌均匀后，随时即可使用。
[0026]优选地，所述步骤(1)中，加入二异氰酸酯的顺序为先加入MDI
‑
50，升温至70℃反应4
‑
5h，然后再加入纯MDI，在70℃下继续反应2
‑
3h。
[0027]专利技术人通过研究发现，由于MDI
‑
50中含有50％的2,4
’‑
MDI，2,4
’‑
MDI具有较低的反应活性和熔点，因此先加入MDI
‑
50进行反应，然后再加入纯MDI反应，使得反应均匀且反应完全。
[0028]本专利技术的有益效果在于：本专利技术是对无溶剂聚氨酯树脂进行了一系列研究，合成了一种单组分无溶剂树脂，该产品使用方便，产品质量稳定，现有的PU革生产线即可生产，不需对设备进行改造。本专利技术合成性能优异的A组分；合成一个特殊的B组分预聚体，然后将B组分的异氰酸酯基用吡唑封闭。A、B组分按比例混合搅拌均匀后，即可包装销售。由于本产品是单组分无溶剂树脂，对设备没有特殊要求，现有的PU革生产线即可生产，产品不受贮存时间的限制，工艺简单，操作方便，成品率高。
具体实施方式
[0029]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单组分无溶剂PU树脂，其特征在于，所述树脂由A组分和B组分混合而成；所述A组分包括聚酯二元醇、聚醚二元醇、小分子二元醇、二异氰酸酯和催化剂，其中二异氰酸酯按照NCO/OH的摩尔比为0.5计算用量；所述B组分包括聚酯二元醇、聚醚二元醇、小分子二元醇、二异氰酸酯、催化剂和吡唑，其中二异氰酸酯按照NCO/OH的摩尔比为1.35计算用量。2.根据权利要求1所述的单组分无溶剂PU树脂，其特征在于，所述A组分包括以下重量份的原料：3.根据权利要求1所述的单组分无溶剂PU树脂，其特征在于，所述B组分包括以下重量份的原料：4.根据权利要求1所述的单组分无溶剂PU树脂，其特征在于，所述B组分的NCO值为0。5.根据权利要求1所述的单组分无溶剂PU树脂，其特征在于，所述催化剂为有机铋催化剂或有机锡催化剂。6.根据权利要求2所述的单组分无溶剂PU树脂，其特征在于，所述A组分中的聚酯二元醇为聚己二酸乙二醇酯，所述聚醚二元醇为聚碳酸亚内酯二醇。7.根据权利要求2所述的单组分无溶剂PU树脂，其特征在于，所述A组分中的二异氰酸酯包括50
‑
150重量份的MDI
‑
50和50
‑
80重量份的纯MDI；所述MDI
‑
50为质量含量50％的2,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯和50％的4,4
’‑

【专利技术属性】
技术研发人员：唐定凯，周维求，
申请(专利权)人：清远市番亿聚氨酯有限公司，
类型：发明
国别省市：