本发明专利技术公开了一种新型非离子水性聚氨酯分散体及其制备方法，所述分散体主要由以下原料制得：A)二异氰酸酯；B)最少包含两个羟基的一种或两种以上数均分子量为1000至4000的多元醇；C)小分子扩链剂和/或小分子交联剂；D)中低分子量的聚乙二醇单甲醚；E)一种或多种数均分子量低于500的多元胺。本发明专利技术所制乳液具有粒径小、储存时间长、且有极好的耐酸、耐碱、耐盐稳定性等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚氨酯材料领域，具体涉及。
技术介绍
水性聚氨酯分散体因采用水作为分散体的分散介质，使用过程中仅有水分挥发进入大气，对环境无不良影响，同时因采用水作为分散介质使得水基聚氨酯分散体还具有无毒无味，不燃、不爆等安全的特点。水性聚氨酯分散体作为一种绿色环保材料，其生产和应用呈现逐年上升趋势。 目前来看，不管是专利文献报道还是市售的商品化水性聚氨酯分散体，大多为离子型的水性聚氨酯分散体，其中阴离子型水性聚氨酯占多数，如ZL200310112680. 8介绍了一种阴离子芳香族水性聚氨酯树脂的后扩链工艺方法；ZL200410025340. 6介绍了一种纳米阴离子型聚氨酯复合水乳胶的制备方法；ZL200610044039. 9介绍了一种阴离子自乳化水性聚氨酯乳液及其制备方法；ZL200810028099. 0介绍了一种高性能阴离子水性聚氨酯分散体的制备方法；ZL200810156783.7介绍了一种常温自交联阴离子水基聚氨酯分散体的制备方法；ZL200910078499. 7介绍了一种阴离子水性聚氨酯分散体及其制备方法等，少部分为阳离子型水性聚氨酯，如ZL200310112681.2介绍了一种阳离子芳香族水性聚氨酯树脂的后扩链工艺方法；ZL200810014667. I介绍了一种阳离子水性聚氨酯乳液及其制备方法；ZL02159275. 6介绍了一种阳离子水性聚氨酯分散液及其制备方法；ZL200810014668. 6介绍了一种阳离子水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液及其制备方法等。离子型水性聚氨酯分散体在抗电解质稳定性、低温流动性和强剪切力稳定性方面远不及非离子型水性聚氨酯，这极大地限制了它们的应用。更重要的是，在某些特殊应用领域如通用防腐涂料、镀层金属用无铬钝化液、耐指纹液等，因其必须要求体系具有弱酸性以达到对金属基体的微弱腐蚀而起到化学抛光及成膜牢固作用，同时要求加入各种盐类耐腐蚀添加剂，此时普通的离子型水性聚氨酯分散体因其耐酸碱性、电解质稳定性差而无法满足要求。有关非离子型水性聚氨酯分散液制备方法的专利文献报道相对较少，一般包括自乳化法(指在预聚体链上引入亲水性聚氧化乙烯基团)以及外乳化法(指预聚体链结不含亲水基团，仅在分散时使用乳化剂实行强制乳化)ZL01809451. I和ZL00808012. 7均公开了一种非离子聚氨酯薄膜，所涉及的聚氨酯分散液由二异氰酸酯和含活性氢的物质等非离子物质制备。首先使用聚合物二醇与二异氰酸酯反应形成预聚体，然后在一种或多种阴离子表面活性剂(例如十二烷基苯磺酸钠)存在下使预聚体乳化。因表面活性剂不参与预聚反应，且必须在表面活性剂存在下才能使预聚体乳化为水分散液，故此方法本质上仍属于外乳化法。ZL200410002551. 8提供一种水基嵌段聚氨酯及其制备方法，其特征在于它含有由用于形成软段相的(A)组组分的反应产物与用于形成硬段相的(B)组组分的反应产物所形成的预聚物在水中继续反应所得的非离子水性聚氨酯，各方面性能都很好。但是它是由软段相A和硬段相B混合而制的的，而且软段相A和硬段相B需要单独制备，这本身需要非常长的反应时间。鹿秀山、郝广杰等(离子/非离子复合型亲水单体的合成及高稳定性聚氨酯乳液的研究，高分子学报，2001 (3) =368-371)公开了一种方法，其是使用均苯四甲酸酐与聚乙二醇反应先制备一种非离子亲水单体，再使用该单体按常规方法制备非离子水性聚氨酯乳液，该法虽然可行，但过于繁琐且原料不易得。现有水性聚氨酯的制造技术大都先对预聚体进行中和，增加其亲水性，而后在水中乳化制得。但这种离子型水性聚氨酯乳液耐酸碱及耐电解质性能很差，并不适合于某些有特殊要求的领域。且现有非离子型水性聚氨酯制造技术大多使用外乳化法或使用特殊带有非离子亲水基团的扩链剂前者所制乳液性能不佳，而后者原料不易得到且制备工艺繁琐
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型非离子型水性聚氨酯分散体，以解决现有的非离子型水性聚氨酯分散体耐酸碱性差和电解质稳定性差等缺点。另外，本专利技术还提供了该聚氨酯分散体的制备方法。本专利技术提供一种非离子水性聚氨酯分散体，其特征在于该聚氨酯分散体含有下述组分，A)二异氰酸酯21 33重量°/。B)多元醇41 63重量％C)小分子扩链剂和/或小分子交联剂 8 20重量％D)聚乙二醇单甲醚0 14重量％E)多元胺0.6 1.4重量％本专利技术所述组分A)、组分B)、组分C)、组分D)和组分E)的百分含量以参加反应的各组分总重量计，各组分总重量百分含量为100重量％。组分A)为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷_4，4' -二异氰酸酯(MDI)、1，6_己二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(Iroi)和二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)中一种或两种的混合物。优选MDI和/或TDI，更优选的是TDI和MDI的混合物，当组分A)为TDI和MDI的混合物时，其中MDI重量百分含量为10% 30重量％，TDI重量百分含量为70 % 90重量％，更好的是MDI重量百分含量为20 % 50重量％，TDI重量百分含量为50% 80重量％，以TDI和MDI混合物总重量计。其中TDI优选为具有80重量％ 2，4-异构体和20重量％ 2，6-异构体的异构体分布(即T80)，当然也可使用具有其它异构体分布的TDI，如T65、T 100等，但成本较高。组分B)为最少包含两个羟基且数均分子量(Mn)为1000 4000，更好为2000 3000的聚合物多元醇中一种或两种以上的混合物。聚合物多元醇为聚酯类多元醇或聚醚类多元醇。其中聚醚多元醇可为环氧丙烷、环氧乙烷经开环反应制备的多元醇，或为单独使用一种环氧化物制备的多元醇，或为两种环氧化物无规嵌段制备的多元醇，或为两种环氧化物有序嵌段制备的多元醇；聚酯类多元醇优选聚酯类二元醇，所述聚酯二元醇优选羟值范围为50 125mgKOH/g，如聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)、聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇(PDA)、聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇(PBA)或聚碳酸-1，6-己二醇酯二醇(PHC)等。组分C)为含羧基或双键的小分子二元醇、特殊小分子二元醇和小分子交联剂的混合物。其中含羧基或双键的小分子二元醇可选用2，2_ 二羟甲基丙酸、N，N-酰胺酸、氨基酸、二氨基苯甲酸和2-磺酸钠-1，4- 丁二醇中的一种或两种以上的混合物，优选2,2-二羟甲基丙酸；特殊小分子二元醇可选用乙二醇、1，2-丙二醇、1，4_ 丁二醇、2，3-丁二醇、1，6-己二醇、一缩二乙二醇、氢醌-双(￠-羟乙基)醚和间苯二酚-双(0-羟乙基)醚中的一种或两种以上的混合物，优选乙二醇、一缩二乙二醇、氢醌-双(0-羟乙基)醚和间苯二酚-双(￠-羟乙基)醚中一种或两种以上混合物；小分子交联剂可选用三羟甲基丙烷、三乙醇胺、季戊四醇、甘油等三元醇或四元醇，优选三羟甲基丙烷。组分D)为一种中低分子量的聚乙二醇单甲醚，优选分子量为1000 6000的聚乙二醇单甲醚。 组分E)为一种或两种以上数均分子量(Mn)低于500的多元胺，优选为乙二胺和二乙烯三胺的混合物，当选用乙二胺和二乙烯三胺的混合物时，乙二胺与二乙烯三胺的摩尔比为2 4 1，更好为3 I。本专利技术所述非离子水性聚氨酯分散体根据需要本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种非离子水性聚氨酯分散体，其特征在于该聚氨酯分散体含有下述组分， A)ニ异氰酸酯21 33重量。/ο B)多元醇41 63重量％ C)小分子扩链剂和/或小分子交联剂8 20重量％ D)聚こニ醇单甲醚O 14重量％ E)多元胺0.6 1.4重量％ 本发明所述组分A)、组分B)、组分C)、组分D)和组分E)的百分含量以參加反应的各组分总重量计，各组分总重量百分含量为100重量％。2.根据权利要求I所述的非离子水性聚氨酯分散体，其特征在干所述组分A)为甲苯ニ异氰酸酷、ニ苯基甲烷_4，4' - ニ异氰酸酷、1，6_己ニ异氰酸酷、异佛尔酮ニ异氰酸酯和ニ环己基甲烷ニ异氰酸酯中ー种或两种的混合物。3.根据权利要求I或2所述的非离子水性聚氨酯分散体，其特征在干所述组分A)为ニ苯基甲烷-4，4' -ニ异氰酸酯和/或甲苯ニ异氰酸酷，4.根据权利要求I或2所述的非离子水性聚氨酯分散体，其特征在干所述组分A)为ニ苯基甲烷-4,4' - ニ异氰酸酯和甲苯ニ异氰酸酯的混合物，ニ苯基甲烷_4，4' - ニ异氰酸酷重量百分含量为10 30重量％，甲苯ニ异氰酸酯重量百分含量为70 90重量％，以ニ苯基甲烷-4,4' - ニ异氰酸酯和甲苯ニ异氰酸酯混合物总重量计。5.根据权利要求4所述的非离子水性聚氨酯分散体，其特征在干所述组分A)为ニ苯基甲烷_4，4' - ニ异氰酸酯和甲苯ニ异氰酸酯的混合物，ニ苯基甲烷_4，4' -ニ异氰酸酯重量百分含量为20 50重量％，甲苯ニ异氰酸酯重量百分含量为50 80重量％，以ニ苯基甲烷_4，4' - ニ异氰酸酯和甲苯ニ异氰酸酯混合物总重量计。6.根据权利要求2所述的非离子水性聚氨酯分散体，其特征在于所述甲苯ニ异氰酸酯为 T80、T65 或 T100。7.根据权利要求6所述的非离子水性聚氨酯分散体，其特征在于所述甲苯ニ异氰酸酯为Τ80。8.根据权利要求I所述的非离子水性聚氨酯分散体，其特征在干所述组分B)为最少包含两个羟基且数均分子量为1000 4000的聚合物多元醇中ー种或两种以上的混合物，其中聚合物多元醇为聚酯类多元醇或聚醚类多元醇。9.根据权利要求8所述的非离子水性聚氨酯分散体，其特征在于所述聚酯类多元醇为聚酯类ニ元醇，聚酯类ニ元醇的羟值范围为50 125mgK0H/g。10.根据权利要求9所述的非离子水性聚氨酯分散体，其特征在于所述聚酯类ニ元醇为聚己ニ酸こニ醇酯ニ醇、聚己ニ酸ー缩ニこニ醇酯ニ醇、聚己ニ酸-1，4_ 丁ニ醇酯ニ醇或聚碳酸-1，6-己ニ醇酯ニ醇。11.根据权利要求I所述的非离子水性聚氨酯分散体，其特征在干所述组分C)为含羧基或双键的小分子ニ元醇、特殊小分子ニ元醇和小分子交联剂的混合...
【专利技术属性】
技术研发人员：王永刚，王国良，郭玉涛，张瑞风，王文斌，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中石化洛阳工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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