CN102604042B - 一种用于转移镀铝的水性阳离子聚氨酯树脂及其制备方法 - Google Patents
一种用于转移镀铝的水性阳离子聚氨酯树脂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102604042B CN102604042B CN201210052487.9A CN201210052487A CN102604042B CN 102604042 B CN102604042 B CN 102604042B CN 201210052487 A CN201210052487 A CN 201210052487A CN 102604042 B CN102604042 B CN 102604042B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- preparation
- polyurethane resin
- glycol
- chain extender
- hydrophilic chain
- 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.)
- Active
Links
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 title claims abstract description 25
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 22
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000007747 plating Methods 0.000 title abstract description 9
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 title abstract description 6
- 239000004970 Chain extender Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229920001730 Moisture cure polyurethane Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 49
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 21
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 13
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 10
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 8
- UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L [dibutyl(dodecanoyloxy)stannyl] dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)O[Sn](CCCC)(CCCC)OC(=O)CCCCCCCCCCC UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-L adipate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)CCCCC([O-])=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N hexamethylene diisocyanate Chemical compound O=C=NCCCCCCN=C=O RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 6
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 claims description 6
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 6
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 claims description 6
- 239000005057 Hexamethylene diisocyanate Substances 0.000 claims description 5
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 5
- NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N isophorone diisocyanate Chemical compound CC1(C)CC(N=C=O)CC(C)(CN=C=O)C1 NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- -1 polybutylene Polymers 0.000 claims description 5
- 229920006389 polyphenyl polymer Polymers 0.000 claims description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- BJZYYSAMLOBSDY-QMMMGPOBSA-N (2s)-2-butoxybutan-1-ol Chemical compound CCCCO[C@@H](CC)CO BJZYYSAMLOBSDY-QMMMGPOBSA-N 0.000 claims description 4
- PMDHMYFSRFZGIO-UHFFFAOYSA-N 1,4,7-trioxacyclotridecane-8,13-dione Chemical compound O=C1CCCCC(=O)OCCOCCO1 PMDHMYFSRFZGIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 4
- KXBFLNPZHXDQLV-UHFFFAOYSA-N [cyclohexyl(diisocyanato)methyl]cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1C(N=C=O)(N=C=O)C1CCCCC1 KXBFLNPZHXDQLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229940106012 diethylene glycol adipate Drugs 0.000 claims description 4
- 229940051250 hexylene glycol Drugs 0.000 claims description 4
- CRVGTESFCCXCTH-UHFFFAOYSA-N methyl diethanolamine Chemical group OCCN(C)CCO CRVGTESFCCXCTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 4
- IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N triethylenediamine Chemical compound C1CN2CCN1CC2 IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FKTHNVSLHLHISI-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(isocyanatomethyl)benzene Chemical compound O=C=NCC1=CC=CC=C1CN=C=O FKTHNVSLHLHISI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005058 Isophorone diisocyanate Substances 0.000 claims description 3
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 229920001748 polybutylene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 3
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N toluene 2,4-diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229960004418 trolamine Drugs 0.000 claims description 3
- RNLHGQLZWXBQNY-UHFFFAOYSA-N 3-(aminomethyl)-3,5,5-trimethylcyclohexan-1-amine Chemical compound CC1(C)CC(N)CC(C)(CN)C1 RNLHGQLZWXBQNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-O N-dimethylethanolamine Chemical compound C[NH+](C)CCO UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NSOXQYCFHDMMGV-UHFFFAOYSA-N Tetrakis(2-hydroxypropyl)ethylenediamine Chemical compound CC(O)CN(CC(C)O)CCN(CC(C)O)CC(C)O NSOXQYCFHDMMGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane Chemical compound CCC(CO)(CO)CO ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 2
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- JZMJDSHXVKJFKW-UHFFFAOYSA-M methyl sulfate(1-) Chemical compound COS([O-])(=O)=O JZMJDSHXVKJFKW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 229940059574 pentaerithrityl Drugs 0.000 claims description 2
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004632 polycaprolactone Substances 0.000 claims description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 2
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 claims description 2
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 239000000178 monomer Substances 0.000 abstract description 4
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 abstract description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 229920005906 polyester polyol Polymers 0.000 abstract description 3
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 abstract description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 2
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 abstract description 2
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 abstract 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 abstract 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 abstract 1
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 6
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 3
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 3
- MBVGJZDLUQNERS-UHFFFAOYSA-N 2-(trifluoromethyl)-1h-imidazole-4,5-dicarbonitrile Chemical compound FC(F)(F)C1=NC(C#N)=C(C#N)N1 MBVGJZDLUQNERS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- 238000005269 aluminizing Methods 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- ZFPGARUNNKGOBB-UHFFFAOYSA-N 1-Ethyl-2-pyrrolidinone Chemical compound CCN1CCCC1=O ZFPGARUNNKGOBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WJIOHMVWGVGWJW-UHFFFAOYSA-N 3-methyl-n-[4-[(3-methylpyrazole-1-carbonyl)amino]butyl]pyrazole-1-carboxamide Chemical compound N1=C(C)C=CN1C(=O)NCCCCNC(=O)N1N=C(C)C=C1 WJIOHMVWGVGWJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 description 1
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 1
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 1
- 230000035935 pregnancy Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000014101 wine Nutrition 0.000 description 1
Abstract
本发明公开了一种用于转移镀铝的水性阳离子聚氨酯树脂及其制备方法，是通过预聚合，使聚酯多元醇或聚醚多元醇与异氰酸酯反应生成聚氨酯预聚体；然后进行扩链，即加入阳离子的亲水扩链单体，增加树脂分子量及引入可以离子化的基团；再进行中和及乳化，使树脂阳离子化后分散到水中。本发明采用酸中和阳离子聚氨酯预聚体，避免了三乙胺的VOC问题，无污染，是环境友好的；而且通过调整聚氨酯软硬段的比例及加入三官能度的扩链剂，改善了其剥离性和耐热性。
Description
技术领域
本发明涉及树脂领域，特别涉及一种用于转移镀铝的水性阳离子聚氨酯树脂及其制备方法。
背景技术
镀铝纸因其独有的转移特性及金属光泽、印刷适应性、可回收性以及材料成本低廉等优势，广泛用于食品、烟酒、日用品、礼品盒等各类包装材料。转移镀铝是在PET等基材上涂布转移镀铝涂料，待涂料干燥成膜后镀铝，然后通过复合胶将镀铝层转移到纸基上。由于转移镀铝比纸与镀铝膜复合或直接镀铝更环保，而且PET膜可以重复使用，对纸张的要求低，可在40～450g/m2的纸或纸板上镀铝，不要求纸张的水分含量，镀铝光泽高，因此是目前常用的生产镀铝纸的方法。使用转移镀铝涂料，是因为镀铝层与PET基材之间的粘附性很强，所以要在PET基材上先涂覆一层离型层即转移镀铝涂料。
现有转移镀铝涂料以溶剂型为主，如上海维凯的专利CN101407689和CN1580156使用超过70％的醋酸乙酯、丁酮以及乙醇等溶剂，西安大天的专利CN101619186也使用超过70％的醋酸乙酯和丁酮。溶剂型转移镀铝涂料存在以下问题：使用大量的溶剂会造成环境污染；涂覆现场的环境较恶劣，对生产工人的身体伤害较大；存在火灾隐患；容易产生VOC超标；潮湿天气下会产生涂膜发白的现象。水性转移镀铝涂料在国内应用很少，主要存在剥离偏紧、耐热性偏低、使用阴离子聚氨酯树脂时会产生污染，如用三乙胺中和乳化树脂时会产生三乙胺的VOC问题等。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种环境友好、具有良好剥离性、耐热性的用于转移镀铝的水性阳离子聚氨酯树脂。
本发明的另一目的在于提供一种上述水性阳离子聚氨酯树脂的制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种用于转移镀铝的水性阳离子聚氨酯树脂的制备方法，包括下述步骤：
(1)聚氨酯预聚体的制备：将多元醇在100～120℃下真空脱水1～2小时，使其水含量低于0.5％；然后在50～60℃下加入异氰酸酯、催化剂二月桂酸二正丁基锡，再在70～90℃下反应2～3小时，得到聚氨酯预聚体；
(2)扩链：先将聚氨酯预聚体降温到30～60℃，缓慢加入醇类亲水扩链剂和/或醇胺类亲水扩链剂，然后升温70～90℃反应2～3小时，取样测定溶液中NCO的摩尔含量；当NCO的摩尔含量与R的设计范围值相符时，加入溶剂调节预聚体的粘度，得到扩链后的反应物料，其质量浓度为60％～90％；再将反应物料降温到0～20℃，加入质量浓度为20～60％胺类亲水扩链剂的水溶液，搅拌，得到中和前的聚合物；
所述NCO是指异氰酸酯基团；所述R是指体系中总NCO基团的摩尔数与体系中总OH基团的摩尔数之比；R的设计范围值为1.3～2.8，根据R的大小可以调节预聚体的分子量、粘度、树脂的软硬，并进而调节树脂的剥离性和耐热性；
(3)中和及乳化：将中和前的聚合物升温到30～60℃，加入中和剂成盐，快速搅拌20～60分钟后，加入水使反应物料的固含量达到10～50％，再高速分散10～40分钟，得到用于转移镀铝的水性阳离子聚氨酯树脂。
步骤1中，所述多元醇包括聚酯多元醇、聚醚多元醇或其混合物；优选聚环氧丙烯二醇、聚己内酯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸-1，6-己二醇酯二醇、聚己二酸二甘醇酯二醇、聚乙二醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚环氧丙烯二醇、丙烯酸酯多元醇、聚碳酸酯多元醇或聚苯甲酸酯多元醇中的一种或一种以上混合物；较优选聚四氢呋喃醚二醇、聚苯甲酸酯多元醇、聚环氧丙烯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇或聚己二酸二甘醇酯二醇中的一种或一种以上混合物；最优选聚四氢呋喃醚二醇、聚苯甲酸酯多元醇、聚环氧丙烯二醇或聚己二酸二甘醇酯二醇中的一种或一种以上混合物。
步骤1中，所述异氰酸酯包括甲苯异氰酸酯(TDI)、六次甲基二异氰酸酯(H DI)、苯二甲撑二异氰酸酯(XDI)、二甲苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六氢甲基二异氰酸酯(HTDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)或三甲基六甲叉二异氰酸酯(TMDI)中的一种或一种以上混合物；优选六次甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六氢甲基二异氰酸酯(HTDI)或二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)。
步骤1中，多元醇的用量为异氰酸酯摩尔量的10～50％；催化剂二月桂酸二正丁基锡的用量为异氰酸酯摩尔量的0.01～0.06％
步骤2中，所述醇类亲水扩链剂是乙二醇、1，4-丁二醇、一缩二乙二醇、1，6-己二醇、三羟甲基丙烷或季戊四醇中的一种或一种以上混合物；所述醇胺类亲水扩链剂是N-甲基二乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺或三乙醇胺中的一种或一种以上混合物。所述醇类亲水扩链剂的用量为步骤1中异氰酸酯摩尔量的0～40％；所述醇胺类亲水扩链剂的用量为步骤1中异氰酸酯摩尔量的20～50％。
步骤2中，所述胺类亲水扩链剂是乙二胺、三乙烯二胺或异佛尔酮二胺中的一种或一种以上混合物；所述胺类亲水扩链剂的用量为步骤1中异氰酸酯摩尔量的10～30％。
步骤2中，所述溶剂包括丙酮、丁酮、N，N-二甲基甲酰胺、1-甲基-2-吡咯烷酮或1-乙基-2-吡咯烷酮中的一种或一种以上混合物；优选丙酮和/或1-甲基-2-吡咯烷酮。所述溶剂的用量为每100克反应物料加入20～50毫升溶剂。
步骤3中，所述中和剂包括冰乙酸、稀盐酸、稀硫酸或硫酸二甲酯；优选冰乙酸或稀盐酸。所述中和剂成盐，是指利用中和剂的酸和聚合物中的胺基反应后成盐，以提高其水分散性。
步骤3中，所述中和剂的用量为步骤2中醇胺类亲水扩链剂摩尔量的70～110％。
一种用于转移镀铝的水性阳离子聚氨酯树脂，采用上述方法制备得到。
本发明的反应原理是：首先通过预聚合，使聚酯多元醇或聚醚多元醇与异氰酸酯反应生成聚氨酯预聚体；然后进行扩链，即加入阳离子的亲水扩链单体，增加树脂分子量及引入可以离子化的基团；再进行中和及乳化，使树脂阳离子化后分散到水中。
本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：
(1)本发明采用酸中和阳离子聚氨酯预聚体，避免了三乙胺的VOC问题，无污染，是环境友好的；
(2)本发明通过调整聚氨酯软硬段的比例及加入三官能度的扩链剂，改善了其剥离性和耐热性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
先设定R＝1.38。
将0.05摩尔聚己二酸乙二醇酯二醇在120℃下真空脱水，使其中的水含量低于0.5％，在55℃加入0.47摩尔异佛尔酮二异氰酸酯和0.0001摩尔二月桂酸二正丁基锡，然后升温到70℃反应2小时后，得到聚氨酯预聚体；再降温到50℃，加入0.15摩尔N-甲基二乙醇胺和0.14摩尔1，4-丁二醇，然后升温继续在70℃反应2小时后，取样测定NCO值(摩尔量)，接近设计值R＝1.38后，降低温度并加入128ml丙酮稀释预聚物的粘度到70％质量浓度，降温到10℃，5分钟内滴加入含0.1摩尔乙二胺的40％水溶液，加入0.15摩尔的冰乙酸中和，并加入去离子水750克使反应物料的固含量达到25％。然后将其中的溶剂丙酮经蒸馏而脱除，即得稳定的水性阳离子聚氨酯树脂。
实施例2
先设定R＝1.33。
将0.06摩尔聚环氧丙烯二醇在120℃下真空脱水，使其中的水含量低于0.5％，在50℃加入0.25摩尔六次甲基二异氰酸酯、0.23摩尔异佛尔酮二异氰酸酯和0.0002摩尔二月桂酸二正丁基锡，然后升温到75℃反应3小时后，得到聚氨酯预聚体；再降温到60℃，加入0.2摩尔三乙醇胺和0.1摩尔乙二醇，然后升温继续在75℃反应2小时后，取样测定NCO值(摩尔量)，接近设计值R＝1.33后，降低温度并加入1-甲基-2-吡咯烷酮21ml和丙酮109ml稀释预聚物的粘度至其质量浓度为70％，降温到10℃，5分钟内滴加入含0.1摩尔乙二胺的40％水溶液，加入0.18摩尔的冰乙酸中和，并加入去离子水800克使反应物料的固含量达到25％。然后将其中的溶剂经蒸馏而脱除，即得稳定的水性阳离子聚氨酯树脂。
实施例3
先设定R＝1.67。
将0.1摩尔聚苯甲酸酯多元醇在120℃下真空脱水，使其中的水含量低于0.5％，在50～60℃加入0.5摩尔二环己基甲烷二异氰酸酯和0.00015摩尔二月桂酸二正丁基锡，然后升温到70℃反应3小时后，得到聚氨酯预聚体；再加入0.2摩尔N-甲基二乙醇胺，继续在70℃反应2小时后，取样测定NCO值(摩尔量)，接近设计值R＝1.67后，降低温度并加入1-甲基-2-吡咯烷酮30ml和丙酮155ml稀释预聚物至其质量浓度为70％，降温到10℃，5分钟内滴加入含0.1摩尔乙二胺的40％水溶液，加入0.19摩尔的冰乙酸中和，并加入去离子水1070克调反应物料的固含量至25％。然后将其中的溶剂经蒸馏而脱除，即得稳定的水性阳离子聚氨酯树脂。
Claims (10)
1.一种用于转移镀铝的水性阳离子聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)聚氨酯预聚体的制备：将多元醇在100～120℃下真空脱水1～2小时,使其水含量低于0.5％；然后在50～60℃下加入异氰酸酯、催化剂二月桂酸二正丁基锡，再在70～90℃下反应2～3小时，得到聚氨酯预聚体；
(2)扩链：先将聚氨酯预聚体降温到30～60℃，缓慢加入醇类亲水扩链剂和/或醇胺类亲水扩链剂，然后升温70～90℃反应2～3小时，取样测定溶液中NCO的摩尔含量；当NCO的摩尔含量与R的设计范围值相符时，加入溶剂调节预聚体的粘度，得到扩链后的反应物料，其质量浓度为60％～90％；再将反应物料降温到0～20℃，加入质量浓度为20～60％胺类亲水扩链剂的水溶液，搅拌，得到中和前的聚合物；
所述NCO是指异氰酸酯基团；所述R是指体系中总NCO基团的摩尔数与体系中总OH基团的摩尔数之比；R的设计范围值为1.3～2.8，根据R的大小可以调节预聚体的分子量、粘度、树脂的软硬，并进而调节树脂的剥离性和耐热性；
(3)中和及乳化：将中和前的聚合物升温到30～60℃，加入中和剂成盐，快速搅拌20～60分钟后，加入水使反应物料的固含量达到10～50％，再高速分散10～40分钟，得到用于转移镀铝的水性阳离子聚氨酯树脂。
2.根据权利要求1所述的水性阳离子聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述多元醇是聚环氧丙烯二醇、聚己内酯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸-1,6-己二醇酯二醇、聚己二酸二甘醇酯二醇、聚乙二醇、聚四氢呋喃醚二醇、丙烯酸酯多元醇、聚碳酸酯多元醇或聚苯甲酸酯多元醇中的一种或一种以上混合物。
3.根据权利要求1所述的水性阳离子聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、六次甲基二异氰酸酯、苯二甲撑二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或一种以上混合物。
4.根据权利要求1所述的水性阳离子聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于：步骤1中，多元醇的用量为异氰酸酯摩尔量的10～50％；催化剂二月桂酸二正丁基锡的用量为异氰酸酯摩尔量的0.01～0.04％。
5.根据权利要求1所述的水性阳离子聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于：步骤2中，所述醇类亲水扩链剂是乙二醇、1,4-丁二醇、一缩二乙二醇、1,6-己二醇、三羟甲基丙烷或季戊四醇中的一种或一种以上混合物；所述醇类亲水扩链剂的用量为步骤1中异氰酸酯摩尔量的0～40％。
6.根据权利要求1所述的水性阳离子聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于：步骤2中，所述醇胺类亲水扩链剂是N-甲基二乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺或三乙醇胺中的一种或一种以上混合物；所述醇胺类亲水扩链剂的用量为步骤1中异氰酸酯摩尔量的20～50％。
7.根据权利要求1所述的水性阳离子聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于：步骤2中，所述胺类亲水扩链剂是乙二胺、三乙烯二胺或异佛尔酮二胺中的一种或一种以上混合物；所述胺类亲水扩链剂的用量为步骤1中异氰酸酯摩尔量的10～30％。
8.根据权利要求1所述的水性阳离子聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于：步骤3中，所述中和剂包括冰乙酸、稀盐酸、稀硫酸或硫酸二甲酯。
9.根据权利要求1所述的水性阳离子聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于：步骤3中，所述中和剂的用量为步骤2中醇胺类亲水扩链剂摩尔量的70～110％。
10.一种用于转移镀铝的水性阳离子聚氨酯树脂，其特征在于：采用权利要求1～9中任一项所述的方法制备得到。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210052487.9A CN102604042B (zh) | 2012-03-01 | 2012-03-01 | 一种用于转移镀铝的水性阳离子聚氨酯树脂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210052487.9A CN102604042B (zh) | 2012-03-01 | 2012-03-01 | 一种用于转移镀铝的水性阳离子聚氨酯树脂及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102604042A CN102604042A (zh) | 2012-07-25 |
| CN102604042B true CN102604042B (zh) | 2014-10-29 |
Family
ID=46521854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210052487.9A Active CN102604042B (zh) | 2012-03-01 | 2012-03-01 | 一种用于转移镀铝的水性阳离子聚氨酯树脂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102604042B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102775578B (zh) * | 2012-08-15 | 2013-09-25 | 中国海洋石油总公司 | 阳离子-非离子混合型水性聚氨酯乳液及其制备方法 |
| CN104403544A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-03-11 | 广州慧谷化学有限公司 | 一种水性热转印离型涂料及其制备方法与应用 |
| CN105400406B (zh) * | 2015-11-04 | 2017-11-14 | 上海维凯光电新材料有限公司 | 一种抗粘花水性转移涂料及其制备方法 |
| CN107936211A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-04-20 | 湖南新力华纳米科技有限公司 | 一种涂料染色用的水性聚氨酯及其制备方法 |
| CN108530594A (zh) * | 2018-04-12 | 2018-09-14 | 北京高盟新材料股份有限公司 | 一种固含量50%的水性聚氨酯及其制备方法 |
| CN108624216B (zh) * | 2018-06-05 | 2021-05-04 | 广州慧谷化学有限公司 | 一种水性镭射镀铝转移涂料及其制备方法 |
| CN109762128A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-05-17 | 广州富思达化工科技有限公司 | 一种水性聚氨酯转移胶乳液的制备方法及其应用 |
| CN111621221A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-09-04 | 中山市博海精细化工有限公司 | 提高opp薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料及其制备方法 |
| CN113956824B (zh) * | 2021-10-19 | 2022-10-25 | 安徽匠星联创新材料科技有限公司 | 反应型全固含阳离子聚氨酯-丙烯酸酯共聚胶黏剂及其合成方法、应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101407689A (zh) * | 2008-11-14 | 2009-04-15 | 上海维凯化学品有限公司 | 一种单涂转移镀铝涂料及其制备方法与应用 |
| CN101440152A (zh) * | 2008-12-19 | 2009-05-27 | 天津科技大学 | 阳离子水性聚氨酯乳液的制备方法及其应用 |
| CN101805438A (zh) * | 2010-04-13 | 2010-08-18 | 江苏工业学院 | 阳离子水性聚氨酯表面施胶剂的制备方法及应用 |
-
2012
- 2012-03-01 CN CN201210052487.9A patent/CN102604042B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101407689A (zh) * | 2008-11-14 | 2009-04-15 | 上海维凯化学品有限公司 | 一种单涂转移镀铝涂料及其制备方法与应用 |
| CN101440152A (zh) * | 2008-12-19 | 2009-05-27 | 天津科技大学 | 阳离子水性聚氨酯乳液的制备方法及其应用 |
| CN101805438A (zh) * | 2010-04-13 | 2010-08-18 | 江苏工业学院 | 阳离子水性聚氨酯表面施胶剂的制备方法及应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102604042A (zh) | 2012-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102604042B (zh) | 一种用于转移镀铝的水性阳离子聚氨酯树脂及其制备方法 | |
| CN101845217B (zh) | 水性聚氨酯/纳米二氧化硅复合乳液的制备方法 | |
| US8410229B2 (en) | Polyurethane-modified acrylic resin and preparing method thereof | |
| CN102219886B (zh) | 一种高固含量水性聚氨酯乳液的制备方法 | |
| CN104231209B (zh) | 一种高硬度水性聚氨酯分散液的制备方法 | |
| CN102086258B (zh) | 用于丝网油墨连接料的水性聚氨酯及其制法 | |
| CN102101909B (zh) | 一种水溶性缔合型聚氨酯增稠剂及其反相聚合方法与应用 | |
| CN105622857A (zh) | 一种互穿网络结构水性聚氨酯纳米复合材料的制备方法 | |
| CN103804613B (zh) | 一种有机硅改性阳离子水性聚氨酯抗菌乳液的制备方法 | |
| CN103130977A (zh) | 一种双组分水性木器漆的聚氨酯多元醇分散体及其制备方法 | |
| CN102432798B (zh) | 一种环氧树脂改性阳离子水性聚氨酯乳液的制备方法 | |
| CN102585152B (zh) | 自乳化阳离子型水性聚氨酯的制备方法 | |
| CN104086745B (zh) | 一种阳离子型水性聚氨酯分散体及其制备方法 | |
| CN103613730A (zh) | 一种用纳米二氧化硅聚醚（酯）多元醇分散体制备高固含水性聚氨酯的方法 | |
| CN110343497A (zh) | 一种光伏背板用无溶剂聚氨酯胶粘剂、其制备方法及光伏背板 | |
| CN101016407A (zh) | 一种聚氨酯树脂组合物及其制备方法 | |
| CN106459332A (zh) | 水性聚氨酯树脂分散体 | |
| CN103820019A (zh) | 水性聚氨酯可剥离涂料及其制备方法 | |
| CN102443250A (zh) | 可交联聚（3,4-乙烯二氧噻吩）水分散体及制备方法 | |
| CN110964205A (zh) | 壳聚糖胍阳离子水性聚氨酯在制备抗菌涂层中的应用 | |
| CN103755920A (zh) | 无溶剂型异氰酸酯预聚体及其制备方法、异氰酸酯组合物 | |
| CN102731749A (zh) | 一种亚硫酸氢钠封闭型水性聚氨酯的无溶剂制备方法 | |
| CN101157841A (zh) | 服装人造革用环境友好型水性聚氨酯热溶胶的制备方法 | |
| CN103626956A (zh) | 一种改性多异氰酸酯、水分散性交联剂及其制备方法 | |
| CN101544741B (zh) | 扩链法制备双阴离子型水性光固化聚氨酯树脂的方法 |
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 | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 510000, No. 62 Xinye Road, Guangzhou Economic and Technological Development Zone, Luogang District, Guangzhou City, Guangdong Province Patentee after: Guangzhou Huigu New Materials Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 511356 Guangdong city of Guangzhou province Luogang District Xinye Yonghe Economic Zone Road No. 62 Patentee before: GUANGZHOU HUMAN CHEM Co.,Ltd. Country or region before: China |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No. 62 Xinye Road, Guangzhou Economic and Technological Development Zone, Guangzhou City, Guangdong Province, 510000 Patentee after: Guangzhou Huigu New Materials Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 510000, No. 62 Xinye Road, Guangzhou Economic and Technological Development Zone, Luogang District, Guangzhou City, Guangdong Province Patentee before: Guangzhou Huigu New Materials Technology Co.,Ltd. Country or region before: China |