CN102432824A

CN102432824A - 阴非离子型水分散聚氨酯的制备方法

Info

Publication number: CN102432824A
Application number: CN2011102511915A
Authority: CN
Inventors: 钱华; 张林荣
Original assignee: WUJIANG BEISHE SHENGYUAN TEXTILE AUXILIARIES FACTORY
Current assignee: WUJIANG BEISHE SHENGYUAN TEXTILE AUXILIARIES FACTORY
Priority date: 2011-08-30
Filing date: 2011-08-30
Publication date: 2012-05-02

Abstract

本发明公开了一种阴非离子型水分散聚氨酯的制备方法，其先分别制备出二羟基亲水聚醚以及二羟基羧酸化合物；将聚酯二醇与二羟基亲水聚醚进行真空脱水处理后，在T12催化剂作用下，与二环己基甲烷二异氰酸酯发生预聚反应，获得预聚体；在预聚体中先加入扩链剂1.4-丁二醇进行扩链反应，加入二羟基羧酸化合物继续进行反应，加入扩链剂乙二胺再次进行扩链反应，在常温下加入KOH溶液对经过扩链处理的预聚体进行pH值中性调节，搅拌着缓慢加入去离子水，分散乳化成乳液，脱除有机溶剂后即为产品。因此，本发明所制备聚氨酯具有较好的性能，经其涂层后的织物手感柔软，富有弹性，静水压高，乳液粒子小，贮存稳定。

Description

阴非离子型水分散聚氨酯的制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯的制备方法，尤其是一种阴非离子型水分散聚氨酯的制备方法。

背景技术

聚氨酯即由多异氰酸酯与多元醇反应而形成的以氨基甲酸酯重复的结构单元。聚氨酯树脂具有软硬度可调、耐磨、耐溶剂、耐低温及与大多数材料有粘结性等特点。

聚氨酯树脂疏水性很强，既不溶于水中，也很难分散于水中，而异氰酸酯基团与水的反应活性很大，所以直接制备水性聚氨酯很难实现。因此，要制取水性聚氨酯，首先要在聚氨酯大分子链上引入亲水基团，然后将其分散于水中，制得水分散聚氨酯。为了提高水性聚氨酯涂层的性能，可在上述体系中引入封闭剂，即封闭剂与预聚体中的部分异氰酸基反应生成氨酯键，而氨酯键在加热的条件下又裂解生成异氰酸酯（解封闭），再与织物上的羟基反应生成聚氨酯，这样就增加了聚氨酯涂层与织物的结合力。

涂层整理是一种新型的整理工艺，它能赋予织物许多特定的功能，如拒水、透气、透湿、防风、防钻绒、防油、防辐射和阻燃等特性。还可以对织物进行特种高级整理。例如：单面染色、闪光效应以及混色效应。因此，涂层整理技术得到了长足发展。

涂层整理所用的涂层剂主要有：天然及合成橡胶、聚氯乙烯、硅酮弹性体、聚丙烯酸酯、聚氨酯等。在精细涂层加工中，主要采用后述两种材料。在我国，精细涂层织物普遍使用聚丙烯酸酯类。由于聚丙烯酸酯涂层剂涂层有表面粗糙、弹性较差，低温易脆裂等缺点，故该类涂层仅适用于中低档涂层织物。而聚氨酯涂层剂则有优良的耐磨、耐寒、耐溶剂和弹性好等优点，因此，聚氨酯涂层特别适宜于寒冷地区的服装织物以及中高档涂层织物的整理。对于聚氨酯涂层剂，一般分为溶剂型聚氨酯涂层剂以及水分散型聚氨酯涂层剂，溶剂型聚氨酯涂层剂有易燃、毒气、环境污染等缺陷，因而近年来的研究主要集中于水分散型聚氨酯涂层剂。

发明内容

本发明提供一种阴非离子型水分散聚氨酯的制备方法，其采用丙酮法-二步予聚法，在均相中完成整个聚合物生长过程，所制备的阴非离子型水分散聚氨酯具有较好的性能，经其涂层后的织物手感柔软，富有弹性，静水压高，乳液粒子小，贮存稳定。

为实现以上的技术目的，本发明将采取以下的技术方案：

一种阴非离子型水分散聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：先分别制备出二羟基亲水聚醚以及二羟基羧酸化合物；接着先将聚酯二醇与二羟基亲水聚醚进行真空脱水处理后，在T12催化剂作用下，与二环己基甲烷二异氰酸酯发生预聚反应，获得预聚体；然后在预聚体中先加入扩链剂1.4-丁二醇进行扩链反应，接着加入二羟基羧酸化合物继续进行反应，而后加入扩链剂乙二胺再次进行扩链反应，最后在常温下加入KOH溶液对经过扩链处理的预聚体进行pH值中性调节，在高剪切力作用下，缓慢加入去离子水，分散乳化成乳液，真空脱除有机溶剂后即为阴非离子型水分散聚氨酯。

所述二羟基亲水聚醚通过以下步骤制成：所述二羟基亲水聚醚通过以下步骤制成：将单羟段聚醚通过减压蒸馏装的方式在110-115℃、97kPa真空下脱水；接着在氮气保护下一次加入MDI，在搅拌下再升温至100℃反应3小时，反应结束后在高真空下脱除过量MDI，降温至25-30℃，滴加二乙醇胺搅拌反应30min，冷却后产物为二羟基亲水聚醚。

所述二羟基羧酸化合物通过以下步骤制成：将摩尔比为1:1的比例分别投入酸酐和二乙醇胺，在催化剂4A 分子筛固载铂催化剂的作用下，于25-40℃，反应1小时后即可。

根据以上的技术方案，可以实现以下的有益效果：

本发明采用丙酮法-二步予聚法，在均相中完成整个聚合物生长过程，所制备的阴非离子型水分散聚氨酯具有较好的性能，经其涂层后的织物手感柔软，富有弹性，静水压高，乳液粒子小，贮存稳定。

具体实施方式

以下将结合实施例详细地说明本发明的技术方案。

本发明所述阴非离子型水分散聚氨酯的制备方法，所涉及药品有：单羟段聚醚；TDI；二乙醇胺；酸酐；聚酯二醇；T12催化剂；二环己基甲烷二异氰酸酯；丙酮；1.4-丁二醇；乙二胺；KOH溶液；去离子水；具体步骤为：

二羟基亲水聚醚——将200克单羟段聚醚加到500ml的四口烧瓶中，装上搅拌器，温度计，减压蒸馏装置升温，待聚醚熔化后开始搅拌，在115℃、97kPa真空下脱水30min，降温至70℃以下时，将减压蒸馏装置换上冷凝器，在氮气保护下一次加入MDI65克，在搅拌下再升温至100℃反应3小时，反应结束后在高真空下脱除过量MDI，降温至25-30℃，滴加二乙醇胺。搅拌反应30min，冷却后产物为二羟基亲水聚醚，其具有的羟值为54mg KOH/g；

二羟基羧酸化合物——在装有冷凝器、温度计和搅拌器的四口反应烧瓶中，按照摩尔比为1:1的比例分别投入酸酐和二乙醇胺，在催化剂4A 分子筛固载铂催化剂的作用下，于25-40℃，反应1小时后即可；

预聚反应——将所需量的聚酯二醇及上述的二羟基亲水聚醚加到四口反应瓶中，加热熔化后装上搅拌器、温度计、减压蒸馏装置，开始搅拌在130℃及97kPa的真空下脱水30-60分钟；换上冷凝器后，降至60℃时，加入T12催化剂以及二环己基甲烷二异氰酸酯，之后升温至80-90℃反应2小时，得到粘稠预聚体，稍冷后加入适量的丙酮进行降粘处理；

扩链及引入羧基——在预聚体中分步加入扩链剂，先加入计量的扩链剂1.4-丁二醇于50℃下反应1小时，再加入上述所制备的二羟基羧酸化合物继续反应30min，然后加入扩链剂乙二胺，体系粘度逐渐增大，达到所需粘度后，加入分子量调节剂在50℃反应30min

中和分散——在常温下缓慢加入KOH溶液，致使pH值介于7-8，搅拌均匀后，转入快速乳化器，在高剪切力作用下，缓慢加入去离子水，开始时溶液透明，然后粘度逐渐增大成白色糊状物，达到粘度高峰后，少量水即可导致粘度急剧下降，最终成半透明的稀溶液，经真空脱除有机溶剂后即为成品。

Claims

1.一种阴非离子型水分散聚氨酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：先分别制备出二羟基亲水聚醚以及二羟基羧酸化合物；接着先将聚酯二醇与二羟基亲水聚醚进行真空脱水处理后，在T12催化剂作用下，与二环己基甲烷二异氰酸酯TDI发生预聚反应，获得预聚体；然后在预聚体中先加入扩链剂1.4-丁二醇进行扩链反应，接着加入二羟基羧酸化合物继续进行反应，而后加入扩链剂乙二胺再次进行扩链反应，最后在常温下加入KOH溶液对经过扩链处理的预聚体进行pH值中性调节，在高剪切力作用下，缓慢加入去离子水，分散乳化成乳液，真空脱除有机溶剂后即为阴非离子型水分散聚氨酯。

2.根据权利要求1所述阴非离子型水分散聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述二羟基亲水聚醚通过以下步骤制成：将单羟段聚醚通过减压蒸馏装的方式在110-115℃、97kPa真空下脱水；接着在氮气保护下一次加入MDI，在搅拌下再升温至100℃反应3小时，反应结束后在高真空下脱除过量MDI，降温至25-30℃，滴加二乙醇胺搅拌反应30min，冷却后产物为二羟基亲水聚醚。

3.根据权利要求1所述阴非离子型水分散聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述二羟基羧酸化合物通过以下步骤制成：将摩尔比为1:1的比例分别投入酸酐和二乙醇胺，在催化剂4A 分子筛固载铂催化剂的作用下，于25-40℃，反应1小时后即可。