聚氨酯-脲的水分散体及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种聚氨酯

【技术实现步骤摘要】
聚氨酯
‑
脲的水分散体及其制备方法和用途


[0001]本专利技术涉及聚氨酯
‑
脲的水分散体，及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]由于聚氨酯
‑
脲的水分散体具有优良的涂刷性、优异的初粘和剥离强度以及 突出的耐性，已经广泛地应用在涂料、密封剂和粘合剂等领域。而双组份配方 体系，由于可以提供优异的耐性，受到广泛研究。但是双组份体系存在活化时 间较短的问题，单组分体系不存在活化时间的缺点，但是由于为了实现后期耐 性，单组分聚氨酯
‑
聚脲分散体需要保证足够大的分子量，但是随之带来的是流 平较差、成膜较差的问题。
[0003]DA反应(Diels
‑
Alder反应)是一种可逆的反应，其在较低温度下双烯体和 亲双烯体之间的反应来获得分子量以及交联度之间的提升，在高温条件会发生 可逆反应，带来分子量的降低和交联度的降低。重新赋予优异的流平效果，目 前DA反应广泛应用于自修复领域。
[0004]公开专利CN201910835463.0提出使用糠醇和马来酰亚胺制备含有DA反应 结构单体的二醇，再制备成聚氨酯，该聚氨酯具有优异的自修复效果。但是本 专利使用的含有DA反应单体的二醇由于处于链中，活动性受到抑制，DA的反应 存在较大的位阻，反应效率较低。CN202010288909使用马来酰亚胺和含有二硫 键的四氢呋喃来制备含有DA反应单体的聚氨酯，提供优异的自修复效果。但是 二硫键的四氢呋喃具有较大的气味，使用受限。专利201910355537.2使用马来酰 亚胺改性的纤维素和聚氨酯乳液混合，制备得到自修复的聚氨酯。
[0005]目前大多数的DA反应单体主要是先合成含有一种的DA反应基团的组分，然 后再通过物理混拼或者化学接枝的方法接枝到含有另一种DA反应单体的聚合 物，过程繁琐。
[0006]在我们研究中发现，使用具有DA结构的单体，例如α
‑
呋喃基醇以及马来酰 亚胺结构的单体可以直接接枝在聚氨酯预聚物末端，制备方法简单，再和含有 桥环结构的降冰片二烯衍生物复配使用，制备得到含有DA反应单体的聚氨酯分 散体，可以提供常温优异的耐性和硬度以及高温条件下优异的流平以及活化效 果，在木器、金属等硬基材表面具有广泛应用。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种具有DA反应基团的聚氨酯
‑
脲分散体及其用途。 该DA单体首先通过化学接枝的方式连接在聚氨酯末端，能够在不同温度下发生 成环
‑
开环反应，同时辅以另一种含有高度刚性的DA反应单体，最终实现常温优 异的耐性和硬度以及高温条件下优异的流平以及活化效果。克服了传统聚氨酯
‑ꢀ
脲分散体在耐性以及流平之间很难实现平衡的问题。能够作为胶黏剂以及涂料， 广泛在塑料、金属、木器、无机材料等领域应用。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供一种具有DA反应基团的聚氨酯
‑
聚脲分散体的 制备
种，更优选α
‑
呋喃基甲醇，α
‑
呋喃基乙醇。
[0028]本专利技术中，组分c)选自含有桥环结构的不饱和双烯烃，如降冰片二烯的取 代衍生物，合适的化合物可以是，氮丙啶基
‑1‑
(双环[2,2,1]‑
庚
‑
2,5
‑
二烯)
‑2‑ꢀ
酮(A)、叔丁氧基降冰片二烯(B)，双环[2,2,1]‑
庚
‑
2,5
‑
二烯
‑2‑
羧酸甲酯(C)， 优选氮丙啶基
‑1‑
(双环[2,2,1]‑
庚
‑
2,5
‑
二烯)
‑2‑
酮，其结构式如下：
[0029][0030]其中R为：
[0031]A：
[0032]B：
[0033]C：
[0034]优选
[0035]本专利技术中，所述的组分d)为数均分子量为500～15000的多元醇，多元醇 的官能度2
‑
5；优选数均分子量为600～8000的二元醇和/或三元醇和/或四元醇； 更优选数均分子量为1000～2000的，官能度为2的聚酯、聚醚二元醇中的一种 或多种。
[0036]合适的聚酯多元醇，例如可以通过羧酸和/或酸酐如脂肪族、脂环族、芳香 族二羧酸或多元羧酸或其相应的酸酐等和多元醇经过脱水缩合得到，所述羧酸 或酸酐的例子可以是琥珀酸、甲基琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、 壬二酸、癸二酸、壬烷二羧酸、癸烷二羧酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯 二甲酸、四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、环己烷二羧酸、马来酸、富马酸、 丙二酸、邻苯二甲酸酐或它们的混合物；所述多元醇的例子可以是乙二醇、1,2
‑ꢀ
丙二醇、1,3
‑
丙二醇、1,4
‑
丁二醇、1,3
‑
丁二醇、2,3
‑
丁二醇、1,5
‑
戊二醇、1,6
‑
己 二醇、2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
丙二醇、1,4
‑
二羟基环己烷、1,4
‑
二羟甲基环己烷、1,8
‑
辛 二醇、1,10
‑
癸二醇、1,12
‑
十二烷二醇或它们的混合物。优选己二酸，和新戊二 醇、乙二醇、丁二醇、己二醇作为结构组分的聚酯多元醇。
[0037]所述聚酯多元醇也可以是内酯的均聚物或共聚物，它们可以通过内酯或内 酯的混合物与适合的二
‑
和/或更高官能的低分子量多元醇开环获得。其中内酯如 丁内酯、ε
‑
己内酯、甲基
‑
ε
‑
己内酯及其混合物，多元醇如上面所述的作为聚酯多 元醇的结构组分的低分子量多元醇。优选使用1,4
‑
丁二醇、1,6
‑
己二醇、2,2
‑
二甲 基
‑
1,3
‑
丙二醇或它们的混合物开环ε
‑
己内酯的直链的聚酯多元醇。
[0038]通过使用二醇和碳酸酯经过酯交换制备的具有羟基的聚碳酸酯也适用本发 明。二醇可以为1,4
‑
丁二醇、1,6
‑
己二醇，碳酸酯可以是碳酸二芳基酯，碳酸二 烷基酯。所述碳酸二芳基酯包含碳酸二苯酯，所述碳酸二烷基酯包含碳酸二甲 基酯；优选通过1,6
‑
己二醇与碳酸二甲基酯反应制备的聚碳酸酯。
[0039]合适的聚醚二元醇可以是二元醇脱水产物，这类二元醇可以是乙二醇、丙 二醇、丁二醇，1,6
‑
己二醇等，优选为乙二醇、丙二醇一种或两种的脱水产物聚 氧乙烯基醚二元醇、聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯
‑
脲的水分散体，其特征在于，包含在所述聚氨酯
‑
脲的水分散体中的聚氨酯或聚氨酯聚脲是由包含以下组分反应得到的反应产物：a)至少一种含有至少一个与异氰酸酯呈反应活性的基团、以及至少一个双键的组分，其中双键的β位置含有吸电子基团，b)至少一种含有至少一个与异氰酸酯呈反应活性的基团、以及至少一个共轭双键的组分，c)一种含有桥环结构的不饱和双烯烃，d)至少一种大分子二醇和/或多元醇，e)至少一种二和/或多异氰酸酯组分，f)至少一种分子量在40
‑
400的二元醇或多元醇，g)至少一种具有磺酸根和/或羧酸根和/或聚乙氧基的组分，其另外还具有至少一个与异氰酸酯呈反应活性的羟基或氨基并因此将磺酸盐和/或羧酸盐和/或聚乙氧基结构单元接入聚氨酯链段，h)任选的一种为一氨基和/或二氨基
‑
和/或三氨基
‑
的化合物。2.根据权利要求1所述的聚氨酯
‑
脲的水分散体，其特征在于，组分a)为所述聚氨酯
‑
脲水分散体的固体份的0.5
‑
3重量％，优选0.6
‑
1.3重量％；组分b)为所述聚氨酯
‑
脲水分散体的固体份的0.01
‑
5重量％，优选1
‑
2.3重量％；组分c)为所述聚氨酯
‑
脲水分散体的固体份的0.01
‑
10重量％，优选1.5
‑
6重量％；组分d)为所述聚氨酯
‑
脲水分散体的固体份的15
‑
50重量％，优选23
‑
32重量％；组分e)为所述聚氨酯
‑
脲水分散体的固体份的25
‑
50重量％，优选29
‑
39重量％；组分f)为所述聚氨酯
‑
脲水分散体的固体份的15
‑
40重量％，优选18
‑
37重量％；组分g)为所述聚氨酯或者聚氨酯
‑
脲的水分散体的固体份的0.1
‑
10重量％，优选0.9
‑
4重量％；组分h)为所述聚氨酯或者聚氨酯
‑
脲的水分散体的固体份的0
‑
10重量％，优选0.3
‑
1.4重量％。3.根据权利要求1所述的聚氨酯
‑
脲的水分散体，其特征在于，组分a)结构式如下其中R表示H或者羟基。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的聚氨酯
‑
脲的水分散体，其特征在于，组分b)选自α
‑
呋喃基醇，结构式如下其中，n表示1、2、3优选地，组分b)选自α
‑
呋喃基甲醇、α
‑
呋喃基乙醇、α
‑
呋喃基丙醇中的一种或多种，更
优选α
‑
呋喃基甲醇、α
‑
呋喃基乙醇。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的聚氨酯
‑
脲的水分散体，其特征在于，组分c)选自含有桥环结构的不饱和双烯烃，...

【专利技术属性】
技术研发人员：晋云全，王萃萃，王震，周操，曹玉阳，纪学顺，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：