【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，尤其涉及一种适用于纸张、布、皮革等软质基体的水性聚氨酯弹性分散体及其制备方法。
技术介绍
在高分子结构的主链上含有多个氨基甲酸酯基团(-NHC00-)的聚合物，通常情况下均称为聚氨酯(polyurethane)。水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的聚氨酯体系，具有无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。水性聚氨酯具有 特殊的软/硬段核壳结构，在软基体涂饰如皮革、合成革、纸张、PVC手套、纺织品等方面的应用迅速拓展。软基体涂饰对水性聚氨酯柔韧性、拉伸性、通透度或遮盖力、手感等依据产品的用途、档次有不同程度的要求:(I) 一般水性聚氨酯透明度均较好，对于高光的涂层要求较易达到；(2)力学性能可以通过调节水性聚氨酯软/硬段比例、封端剂种类、用量等等一系列的聚合、扩链过程的分子链设计满足要求，相对容易实现；(3)单纯依靠软/硬段聚氨酯分子结构的调整很难达到既消光又通透感强的性能，而且对于要求强烈磨砂感的涂层效果，纯粹依靠水性聚氨酯很难完成。为了解决磨砂感难以达到的问题，往往需要向水性聚氨酯中加入聚乙烯蜡、氧化硅、氧化铝等填料。填料...
【技术保护点】
一种水性聚氨酯弹性分散体的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：（1）硅氧烷聚合物的合成；由式（I）所示的化合物与式（II）所示的化合物聚合得到硅氧烷聚合物；（2）制备水性聚氨酯弹性分散体，其原料包括步骤（1）得到的硅氧烷聚合物；其中，R1、R2为碳原子数为12~20的烷基，R3独立地为甲基或乙基；R4、R5独立地选自碳原子数为1~4的烷基、苯基或氟丙基中的任意1种，m为4~18的整数。FDA00002710063000011.jpg
【技术特征摘要】
1.一种水性聚氨酯弹性分散体的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: (1)硅氧烷聚合物的合成；由式(I)所示的化合物与式(II)所示的化合物聚合得到硅氧烷聚合物； (2)制备水性聚氨酯弹性分散体，其原料包括步骤(I)得到的硅氧烷聚合物；2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述式(I)所示的化合物与式(II)所示的化合物的质量比为1:1!:5,优选1: 1.51:2 ； 优选地，步骤(I)所述式(I)所示的化合物占大分子多元醇质量的l_15wt%,优选3-10wt%,进一步优选 4_6wt%。3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(I)所述硅氧烷聚合物的合成为:式(I)所示的化合物水解预聚产物，与式(II)所示的化合物减压蒸馏得硅氧烷聚合物； 优选地，所述水解预聚的条件为在湿空气下搅拌；所述湿空气的空气湿度优选为40-60% ； 优选地，所述水解预聚的温度优选为40-80°C，优选50-60°C;所述水解预聚的时间优选为2-5h，进一步优选2-3h ； 优选地，所述水解预聚过程中，同时向式(I)所示的化合物中添加式(II)所示的化合物和/或亲水交联剂； 优选地，步骤(I)所述硅氧烷聚合物的合成为: (Ia)将式(I)所示的化合物水解预聚，然后加入式(II)所示的化合物搅拌继续反应，减压蒸馏得到硅氧烷聚合物； 或，步骤(I)所述硅氧烷聚合物的合成为: (Ib)将式(I)所示的化合物与式(II)所示的化合物混合进行水解预聚，减压蒸馏得到硅氧烷聚合物； 或，步骤(I)所述硅氧烷聚合物的合成为: (1C)将式(I)所示的化合物和亲水交联剂混合之后，在湿空气下搅拌进行水解预聚，然后加入式(II)所示的化合物搅拌继续反应，减压蒸馏得到硅氧烷聚合物； 或，步骤(I)所述硅氧烷聚合物的合成为: (Id)将式(I)所示的化合物、亲水交联剂和式(II)所示的化合物混合，然后在湿空气下搅拌进行水解预聚，减压蒸馏得到硅氧烷聚合物。4.按权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述制备水性聚氨酯弹性分散体的方法为:将大分子多元醇、异氰酸酯和步骤(I)得到的硅氧烷聚合物进一步聚合、扩链、乳化，得到水性聚氨酯弹性分散体； 优选地，所述制备水性聚氨酯弹性分散体的步骤为:(2a)将步骤(I)得到的硅氧烷聚合物与多元醇和异氰酸酯，小分子扩链剂和/或亲水交联剂，催化剂进行逐级扩链聚合反应，经中和反应后，得到预聚体A，进行水乳化，最后封端得弹性聚氨酯分散体； 其中，所述逐级扩链聚合反应为: ①先将大分子多元醇和异氰酸酯加入含有硅氧烷聚合物的反应体系进行聚合； ②然后向步骤①得到的产物中，加入小分子扩链剂和/或亲水交联剂进行第二次扩链聚合； ③最后向步骤②得到的产物中，加入催化剂进行第三次扩链聚合； 优选地，步骤①的聚合温度为70-90°C，聚合时间为0.5-3h ； 优选地，步骤②的聚合温度为50-60°C，聚合时间为l_2h ； 优选地，步骤③的聚合温度为50-60°C，聚合时间为l_3h。5.按权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述制备水性聚氨酯弹性分散体的方法为:将大分 子多元醇和异氰酸酯混合，反应得到聚氨酯预聚物；然后将步骤(I)得到的硅氧烷聚合物、聚氨酯预聚物进行扩链聚合，得到水性聚氨酯弹性分散体； 优选地，所述制备水性聚氨酯弹性分散体的步骤为:(2b)将大分子多元醇与异氰酸酯混合，反应得到聚氨酯预聚物；将步骤(I)得到的硅氧烷聚合物与聚氨酯预聚物，小分子扩链剂和/或亲水交联剂，催化剂进行逐级扩链聚合反应，经中和反应后，得到预聚体A，进行水乳化，最后封端得弹性聚氨酯分散体； 其中，所述逐级扩链聚合反应为: ①将步骤(I)得到的硅氧烷聚合物与聚氨酯预聚物混合，进行扩链聚合； ②向步骤①得到的产物中，加入小分子扩链剂和/或亲水交联剂，进行第二次扩链聚合； ③最后向步骤②得到的产物中，加入催化剂进行第三次扩链聚合； 优选地，步骤①、步骤②、步骤③的聚合温度独立地选自50-60°C，聚合时间独立地选自l-3h。6.按权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，所述大分子多元醇的重均分子量彡600，优选所述大分子多元醇的重均分子量为600-3000，进一步优选100(Γ2000 ； 优选地，所述大分子多元醇的羟值30 180，优选5(Γ120 ； 优选地，所述大分子多元醇选自聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚醚多元醇、聚氧化丙烯二醇、丙烯酸酯多元醇、聚四氢呋喃或其改性化合物中的任意I种或至少2种的组合；优选聚酯二元醇、聚酯碳酸酯二元醇、聚四氢呋喃醚、聚醚二元醇、聚己内酯三元醇或其的改性化合物中的任意I种或至少2种的组合；进一步优选聚酯多元醇、聚醚多元醇或其改性化合物中的任意I种或至少2种的组合； 优选地，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1，4-环己烷二异氰酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯中的任意I种或至少2种的组合，优选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、甲苯二异氰酸酯或1，6-六亚甲基二异氰酸酯中的任意I种或至少2种的组合； 优选地，所述异氰酸酯NCO当量与大分子多元醇OH当量比为广4.5，优选1.Γ3.0，进一步优选1.5^2.0 ； 优选地，所述亲水交联剂选自二羟甲基丙酸、二羟基半酯、乙二氨基乙磺酸钠、1，4-丁二醇-2-磺酸钠、N-甲基二乙醇胺、N-甲基三乙醇胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚乙二醇或聚乙烯乙二醇单甲醚中的任意I种或至少2种的组合，优选二羟甲基丙酸、乙二氨基乙磺酸钠或N-甲基二乙醇胺中的任意I种或至少2种的组合； 优选地，所述聚乙二醇的重均分子量为200 2000，优选500 1000 ;所述聚乙烯...
【专利技术属性】
技术研发人员：张冬海，陈运法，张建森，罗楠，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，北京优美特纳米材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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