CN101838457B - 高固含量交联聚氨酯水分散体的制备方法 - Google Patents

高固含量交联聚氨酯水分散体的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101838457B
CN101838457B CN2010101683746A CN201010168374A CN101838457B CN 101838457 B CN101838457 B CN 101838457B CN 2010101683746 A CN2010101683746 A CN 2010101683746A CN 201010168374 A CN201010168374 A CN 201010168374A CN 101838457 B CN101838457 B CN 101838457B
Authority
CN
China
Prior art keywords
solid content
reactor
polyurethane
mass ratio
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2010101683746A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101838457A (zh
Inventor
李小瑞
王磊
赖小娟
杨燕
赵静
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi University of Science and Technology
Original Assignee
Shaanxi University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaanxi University of Science and Technology filed Critical Shaanxi University of Science and Technology
Priority to CN2010101683746A priority Critical patent/CN101838457B/zh
Publication of CN101838457A publication Critical patent/CN101838457A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101838457B publication Critical patent/CN101838457B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

一种高固含量交联聚氨酯水分散体的制备方法，首先将聚二醇加入到干燥反应器中，加热使之熔融后，再将二异氰酸酯加入到反应器中进行聚合反应；然后再往反应器中加入天然多羟基化合物和亲水扩链剂进行反应；降温，加入有机碱调节反应体系pH值，高速搅拌下加入去离子水与高分子种子胶乳的混合物进行乳化，即获得了高固含量的交联聚氨酯水分散体。本发明利用天然多羟基化合物与聚氨酯反应，所制得的水性聚氨酯将保持环境友好材料的特性，且可改善传统水性聚氨酯室温固化速度慢，耐水性、耐溶剂性差，初粘力低等缺点。所制备的水性聚氨酯具有高固含量和低粘度，应用广泛。

Description

高固含量交联聚氨酯水分散体的制备方法
技术领域
本发明属于高分子化学领域，特别涉及一种高固含量交联聚氨酯水分散体的制备方法。
背景技术
聚氨酯水分散体（水性聚氨酯）以水为介质，安全环保不污染环境，同时具有良好的物理机械性能，优异的耐低温、耐候等性能，广泛应用于涂料、胶粘剂、织物整理、皮革、合成革涂饰及油墨等领域。但是，目前制备的水性聚氨酯固含量普遍都在40%以下，低固含量的水性聚氨酯存在水分挥发速度慢、上胶次数多、储存、运输成本高等问题。一般对水性聚氨酯来说，高固含量与低粘度往往是矛盾的。制备高固含量的水性聚氨酯，必须增大乳液粒径，使之呈多分散性，并尽可能使粒子水化层变薄，加之粒子间距变短，这又可能使水性聚氨酯稳定性下降。为提高其稳定性，不得不多采用乳化剂或亲水性单体共聚，而这种方法又导致了产品的耐水性下降。由于一般的聚氨酯水分散体往往存在耐水性、耐溶剂性、耐化学品性及机械性能较差的缺点，增加交联作用是提高水性聚氨酯性能的一种重要方法。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有水性聚氨酯固含量低、耐水性、耐溶剂性及机械性能较差的缺点，提供了一种具有高交联密度，能够提高产品应用性能的高固含量交联聚氨酯水分散体的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
1）首先，将聚二醇加入到干燥反应器中，加热使反应器中的聚二醇熔融后，再将二异氰酸酯加入到反应器中在70-90℃进行聚合反应，其中二异氰酸酯与聚二醇的质量比为2-4：1，反应时间为1-5h；
2）其次，再向反应器中加入天然多羟基化合物和亲水扩链剂在60-80℃反应2-5h，其中二异氰酸酯与天然多羟基化合物的质量比为8-35：1，二异氰酸酯与亲水扩链剂的质量比为2.5-5：1；
3）最后，降温至15～35℃，加入有机碱调节反应体系pH值为7-8，高速搅拌下加入去离子水与高分子种子胶乳的混合物获得固含量50%以上的交联聚氨酯水分散体，去离子水与高分子种子胶乳的质量比为1：1-2。
所述的聚二醇为聚醚二元醇或聚酯二元醇，且聚醚二元醇和聚酯二元醇数均相对分子质量为1000，聚醚二元醇为聚氧化丙烯二元醇或聚四氢呋喃醚二元醇；聚酯二元醇为聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇或聚己二酸丁二醇酯二元醇；
所述的二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、亚甲基二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述的天然多羟基化合物为蔗糖、葡萄糖、木糖醇或山梨醇；
所述的亲水扩链剂有磺酸盐型和羧酸盐型两类，磺酸盐型扩链剂为乙二胺基乙磺酸钠、1,4-丁二醇-2-磺酸钠或1,2-二羟基-3-丙磺酸钠；羧酸盐型扩链剂为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸；
所述的有机碱为三甲胺、三乙胺或三乙醇胺；
高分子种子胶乳为固含量不小于50%的丁苯胶乳、羧基丁苯胶乳、氯丁胶乳或阴离子丙烯酸树脂乳液。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、本发明利用天然多羟基化合物对水性聚氨酯进行交联改性，可得到综合性能优异的完全环保型聚氨酯材料。利用天然多羟基化合物与聚氨酯反应时可以将羟基引入聚氨酯主链，使之形成复杂的交联网状结构，所制得的水性聚氨酯将保持环境友好材料的特性，且可改善传统水性聚氨酯室温固化速度慢，耐水性差，初粘力低等缺点。
2、而且采用水与高分子种子胶乳的混合物对聚氨酯预聚体进行乳化，所制备的水性聚氨酯具有高固含量和低粘度，具有较好的机械强度、耐热性，有许多应用，具体可用于织物用涂层剂；鞋用涂层剂；皮革涂饰剂；木材，建筑，汽车，造纸，电子等领域用胶粘剂。
实验结果表明，所制备的交联水性聚氨酯固含量达到50%以上，表观粘度不超过200mPa.s，利用天然多羟基化合物改性水性聚氨酯，所得聚氨酯乳胶膜的拉伸强度增加35%，吸水率降低52%，吸乙醇率亦降低49％。
具体实施方式
实施例1，1）首先，将数均相对分子质量为1000的聚己内酯二元醇加入到干燥反应器中，加热使反应器中的聚己内酯二元醇熔融后，再将异佛尔酮二异氰酸酯加入到反应器中在70℃进行聚合反应，其中异佛尔酮二异氰酸酯与聚己内酯二元醇的质量比为2：1，反应时间为5h；
2）其次，再向反应器中加入蔗糖和亲水扩链剂二羟甲基丙酸在60℃反应5h，其中异佛尔酮二异氰酸酯与蔗糖的质量比为25：1，异佛尔酮二异氰酸酯与亲水扩链剂二羟甲基丙酸的质量比为4.4：1；
3）最后，降温至15℃，加入三甲胺调节反应体系pH值为7，高速搅拌下加入去离子水与固含量不小于50%的丁苯胶乳的混合物获得固含量50%以上的交联聚氨酯水分散体，去离子水与高分子种子胶乳的质量比为1：2。
实施例2，1）首先，将数均相对分子质量为1000的聚四氢呋喃醚二元醇加入到干燥反应器中，加热使反应器中的聚四氢呋喃醚二元醇熔融后，再将六亚甲基二异氰酸酯加入到反应器中在90℃进行聚合反应，其中六亚甲基二异氰酸酯与聚四氢呋喃醚二元醇的质量比为4：1，反应时间为1h；
2）其次，再向反应器中加入葡萄糖和亲水扩链剂二羟甲基丁酸在70℃反应3.5h，其中六亚甲基二异氰酸酯与葡萄糖的质量比为35：1，六亚甲基二异氰酸酯与亲水扩链剂二羟甲基丁酸的质量比为2.5：1；
3）降温至30℃，加入三乙胺调节反应体系pH值为7.5，高速搅拌下加入去离子水与固含量不小于50%的羧基丁苯胶乳的混合物获得固含量50%以上的交联聚氨酯水分散体，去离子水与高分子种子胶乳的质量比为1：1。
实施例3，1）首先，将数均相对分子质量为1000的聚氧化丙烯二元醇加入到干燥反应器中，加热使反应器中的聚氧化丙烯二元醇熔融后，再将甲苯二异氰酸酯加入到反应器中在80℃进行聚合反应，其中甲苯二异氰酸酯与聚氧化丙烯二元醇的质量比为3：1，反应时间为3h；
2）其次，再向反应器中加入木糖醇和亲水扩链剂乙二胺基乙磺酸钠在65℃反应4h，其中甲苯二异氰酸酯与木糖醇的质量比为30：1，甲苯二异氰酸酯与亲水扩链剂乙二胺基乙磺酸钠的质量比为3.9：1；
3）降温至25℃，加入三乙醇胺调节反应体系pH值为7.5，高速搅拌下加入去离子水与固含量不小于50%的氯丁胶乳的混合物获得固含量50%以上的交联聚氨酯水分散体，去离子水与高分子种子胶乳的质量比为1：1.8。
实施例4，1）首先，将数均相对分子质量为1000的聚碳酸酯二元醇加入到干燥反应器中，加热使反应器中的聚碳酸酯二元醇熔融后，再将二苯基甲烷二异氰酸酯加入到反应器中在85℃进行聚合反应，其中二苯基甲烷二异氰酸酯与聚碳酸酯二元醇的质量比为2.6：1，反应时间为2.5h；
2）其次，再向反应器中加入山梨醇和亲水扩链剂1,4-丁二醇-2-磺酸钠在75℃反应2h，其中二苯基甲烷二异氰酸酯与山梨醇的质量比为21：1，二苯基甲烷二异氰酸酯与亲水扩链剂1,4-丁二醇-2-磺酸钠的质量比为5：1；
3）降温至35℃，加入三甲胺调节反应体系pH值为7.8，高速搅拌下加入去离子水与固含量不小于50%的阴离子丙烯酸树脂乳液的混合物获得固含量50%以上的交联聚氨酯水分散体，去离子水与高分子种子胶乳的质量比为1：1.53。
实施例5，1）首先，将数均相对分子质量为1000的聚己二酸丁二醇酯二元醇加入到干燥反应器中，加热使反应器中的聚己二酸丁二醇酯二元醇熔融后，再将异佛尔酮二异氰酸酯加入到反应器中在78℃进行聚合反应，其中异佛尔酮二异氰酸酯与聚己二酸丁二醇酯二元醇的质量比为3.8：1，反应时间为4h；
2）其次，再向反应器中加入蔗糖和亲水扩链剂1,2-二羟基-3-丙磺酸钠在80℃反应5h，其中异佛尔酮二异氰酸酯与蔗糖的质量比为8：1，异佛尔酮二异氰酸酯与亲水扩链剂1,2-二羟基-3-丙磺酸钠的质量比为3.9：1；
3）降温至35℃，加入三乙醇胺调节反应体系pH值为8，高速搅拌下加入去离子水与固含量不小于50%的羧基丁苯胶乳的混合物获得固含量50%以上的交联聚氨酯水分散体，去离子水与高分子种子胶乳的质量比为1：1.3。

Claims (4)

1.高固含量交联聚氨酯水分散体的制备方法，其特征在于：
1)首先，将聚二醇加入到干燥反应器中，加热使反应器中的聚二醇熔融后，再将二异氰酸酯加入到反应器中在70-90℃进行聚合反应，其中二异氰酸酯与聚二醇的质量比为2-4∶1，反应时间为1-5h；所述的聚二醇为聚醚二元醇或聚酯二元醇，且聚醚二元醇和聚酯二元醇数均相对分子质量为1000，聚醚二元醇为聚氧化丙烯二元醇或聚四氢呋喃醚二元醇；聚酯二元醇为聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇或聚己二酸丁二醇酯二元醇；
2)其次，再向反应器中加入天然多羟基化合物和亲水扩链剂在60-80℃反应2-5h，其中二异氰酸酯与天然多羟基化合物的质量比为8-35∶1，二异氰酸酯与亲水扩链剂的质量比为2.5-5∶1；所述的天然多羟基化合物为蔗糖、葡萄糖、木糖醇或山梨醇；
3)最后，降温至15～35℃，加入有机碱调节反应体系pH值为7-8，高速搅拌下加入去离子水与高分子种子胶乳的混合物获得固含量50％以上的交联聚氨酯水分散体，去离子水与高分子种子胶乳的质量比为1∶1-2，高分子种子胶乳为固含量不小于50％的丁苯胶乳、羧基丁苯胶乳、氯丁胶乳或阴离子丙烯酸树脂乳液。
2.根据权利要求1所述的高固含量交联聚氨酯水分散体的制备方法，其特征在于：所述的二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯。
3.根据权利要求1所述的高固含量交联聚氨酯水分散体的制备方法，其特征在于：所述的亲水扩链剂有磺酸盐型和羧酸盐型两类，磺酸盐型扩链剂为乙二胺基乙磺酸钠、1，4-丁二醇-2-磺酸钠或1，2-二羟基-3-丙磺酸钠；羧酸盐型扩链剂为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸。
4.根据权利要求1所述的高固含量交联聚氨酯水分散体的制备方法，其特征在于：所述的有机碱为三甲胺、三乙胺或三乙醇胺。
CN2010101683746A 2010-05-11 2010-05-11 高固含量交联聚氨酯水分散体的制备方法 Expired - Fee Related CN101838457B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010101683746A CN101838457B (zh) 2010-05-11 2010-05-11 高固含量交联聚氨酯水分散体的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010101683746A CN101838457B (zh) 2010-05-11 2010-05-11 高固含量交联聚氨酯水分散体的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101838457A CN101838457A (zh) 2010-09-22
CN101838457B true CN101838457B (zh) 2011-12-28

Family

ID=42742144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010101683746A Expired - Fee Related CN101838457B (zh) 2010-05-11 2010-05-11 高固含量交联聚氨酯水分散体的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101838457B (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102827570B (zh) * 2012-08-28 2014-04-16 陕西科技大学 一种高固含量鞋用水性胶黏剂及其制备方法
CN102977834A (zh) * 2012-11-13 2013-03-20 青岛文创科技有限公司 一种水性聚氨酯皮革黏合剂
CN103031732A (zh) * 2012-12-07 2013-04-10 青岛文创科技有限公司 一种水性聚氨酯皮革黏合剂的制备方法
CN103074802B (zh) * 2013-01-24 2015-03-18 陕西科技大学 纸张用紫外光固化水性上光油的制备方法
CN103102862A (zh) * 2013-01-29 2013-05-15 浙江华宝油墨有限公司 复合软包装用双组份无溶剂型聚氨酯胶黏剂的制备方法
WO2016152254A1 (ja) 2015-03-24 2016-09-29 富士フイルム株式会社 ゲル粒子の水分散物及びその製造方法、並びに画像形成方法
CN105368371A (zh) * 2015-11-19 2016-03-02 太仓市金锚化工有限公司 一种高粘结性水性聚氨酯胶黏剂
CN105622893A (zh) * 2016-04-09 2016-06-01 佛山市恒学科技服务有限公司 一种高固含聚氨酯乳液及其制备方法
CN106281193A (zh) * 2016-08-11 2017-01-04 柳州市五源科技有限公司 新型无醛、无苯环保胶水
CN106147690A (zh) * 2016-08-11 2016-11-23 柳州市五源科技有限公司 高性能无醛环保胶水
CN106700016A (zh) * 2016-11-28 2017-05-24 中国科学院长春应用化学研究所 阳离子水性聚氨酯树脂、其制备方法与水性聚氨酯胶粘剂
CN106752839A (zh) * 2016-12-28 2017-05-31 上海飞顿新材料科技有限公司 一种皮革涂饰剂的制备方法
CN106632972A (zh) * 2016-12-28 2017-05-10 上海飞顿新材料科技有限公司 一种水性阻燃聚合物的制备方法
CN106753164A (zh) * 2016-12-28 2017-05-31 上海飞顿新材料科技有限公司 一种潜水衣胶粘剂的制备方法
CN106832139B (zh) * 2017-01-18 2019-10-08 新辉（中国）新材料有限公司 包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳及其制备方法
CN108342180A (zh) * 2018-01-22 2018-07-31 运研材料科技（上海）有限公司 一种耐水耐低温水性粘胶及其应用以及粘接二层牛皮制品的方法
CN113072676A (zh) * 2021-03-26 2021-07-06 扬州工业职业技术学院 一种衣物用低温柔软性聚氨酯涂层树脂及其制备方法
CN115232250A (zh) * 2022-08-20 2022-10-25 河北昊泽化工有限公司 一种高强度造纸涂布用丁苯胶乳及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1380359A (zh) * 2001-04-11 2002-11-20 中国科学院化学研究所 水性聚氨酯表面处理剂及其制备方法
CN101348704A (zh) * 2008-06-20 2009-01-21 中山大学 一种聚氨酯水分散体胶粘剂的连续生产方法
CN101440154A (zh) * 2008-12-31 2009-05-27 陕西科技大学 一种水性聚氨酯及其制备方法
CN101597369A (zh) * 2008-06-06 2009-12-09 佛山市南海霸力化工制品有限公司 含脂环族磺酸型亲水性扩链剂的高固含量聚氨酯乳液及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1380359A (zh) * 2001-04-11 2002-11-20 中国科学院化学研究所 水性聚氨酯表面处理剂及其制备方法
CN101597369A (zh) * 2008-06-06 2009-12-09 佛山市南海霸力化工制品有限公司 含脂环族磺酸型亲水性扩链剂的高固含量聚氨酯乳液及其制备方法
CN101348704A (zh) * 2008-06-20 2009-01-21 中山大学 一种聚氨酯水分散体胶粘剂的连续生产方法
CN101440154A (zh) * 2008-12-31 2009-05-27 陕西科技大学 一种水性聚氨酯及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101838457A (zh) 2010-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101838457B (zh) 高固含量交联聚氨酯水分散体的制备方法
CN101845133B (zh) 一种天然多羟基化合物改性水性聚氨酯乳液的制备方法
CN102559031B (zh) 有机硅改性的水性聚氨酯-丙烯酸酯复合涂层剂及其制备方法
CN102977282B (zh) 一种阴离子型无有机溶剂无乳化剂聚氨酯微乳液的制备方法
CN100443539C (zh) 一种室温交联固化聚氨酯-聚丙烯酸酯复合水乳液的制备方法
CN1882637B (zh) 水基聚氨酯-乙烯基单体聚合物组合物
CN104278530B (zh) 一种用于皮革的改性聚碳酸亚丙酯基聚氨酯水性涂饰剂及其制备方法
CN103073692A (zh) 一种水性聚氨酯的生产方法
CN101173032A (zh) 大分子量聚氨酯丙烯酸酯及其合成方法
WO2011058937A1 (ja) 水性ポリウレタン樹脂分散体、その製造方法及びその使用
JP2002537454A5 (zh)
CN103467687B (zh) 一种无溶剂水性聚氨酯树脂的制备方法
CN101759861A (zh) 一种常温自交联水性聚氨酯乳液的制备方法
CN109293866B (zh) 一种腐植酸改性水性聚氨酯材料及其制备方法
CN112321774B (zh) 一种用于单组份塑胶银粉漆的水性聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液及其制备方法
CN109134819A (zh) 定岛超纤合成革含浸用的水性树脂的制备方法
CN109456449A (zh) 一种彩色共聚型环氧改性水性聚氨酯及其制备方法
CN105348468B (zh) 一种具有高透光性的高固含的水性聚氨酯及其制备方法
CN108485506A (zh) 纳米CaCO3/纳米SiO2双重改性水性聚氨酯涂料及其制备方法
CN111013506B (zh) 一种囊壁可降解的小分子防老剂微胶囊乳液及其制备方法和应用
JP2001342342A (ja) 複合フイルムとその製造法
CN108977028A (zh) 一种水性转移镭射涂料及其制备方法
CN104045804A (zh) 一种水性光固化聚氨酯纸张表面增强剂的制备方法
CN113801366A (zh) 一种热膨胀微球及其制备方法
CN103172796B (zh) 一种松节油基丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20111228

Termination date: 20150511

EXPY Termination of patent right or utility model