CN102731749A - 一种亚硫酸氢钠封闭型水性聚氨酯的无溶剂制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种亚硫酸氢钠封闭型水性聚氨酯的无溶剂制备方法，该方法包括以下步骤：用5～35重量份的含磺酸钠基的小分子二醇，与50～75重量份的聚酯或聚醚多醇加热混合均匀，与20～40重量份的二异氰酸酯在70～100℃的温度下合成预聚物；制备质量分数为20％～30％的亚硫酸氢钠水溶液；在30℃～60℃的搅拌条件下，按二异氰酸酯与亚硫酸氢钠的摩尔比为1∶0.8～1∶1.3的比例，将亚硫酸氢钠溶液加入到预聚物中反应，得到无溶剂的封闭型水性聚氨酯。与现有技术相比，本发明采用部分含磺酸钠的小分子二醇为原料，在制备的预聚物中引入亲水基团，使预聚物的封闭反应在不使用有机助溶剂的条件下进行，产品的制备过程以及最终的产品中均不含有机溶剂，实现清洁生产、安全环保的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种化学新材料的制备方法，尤其是涉及一种亚硫酸氢钠封闭型水性聚氨酯的无溶剂制备方法。
背景技术
封闭型聚氨酯，由于其在一定的温度下解封，释放出反应性的-NCO基团，在涂料、胶粘剂、纺织品整理剂等领域得到广泛应用。在已知的封闭剂中，亚硫酸氢钠，以解封温度低，和封闭后的基团具有水溶性的特性，在纺织品整理剂如羊毛防缩剂、柔软免烫、防皱、硬挺、及防静电整理剂上得到应用。
在现有文献中，用亚硫酸氢钠做封闭剂，无论是封闭聚氨酯预聚物或是封闭异氰酸酯单体，在封闭反应过程中都采用一定量的有机助溶剂，辅助封闭反应的进行。如文献CN101429140A，采用异丙醇、乙醇以及乙酸乙酯或丁酮等溶剂辅助封闭反应进行。有机溶剂的使用，使产品的制备过程及产品中均含有有机溶剂，给产品的安全清洁生产及产品的后期使用带来一定的安全、环保问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种清洁生产、安全环保的亚硫酸氢钠封闭型水性聚氨酯的无溶剂制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种亚硫酸氢钠封闭型水性聚氨酯的无溶剂制备方法，包括以下步骤：
(1)用5～35重量份的含磺酸钠基的小分子二醇，与50～75重量份的聚酯或聚醚多醇加热混合均匀，与20～40重量份的二异氰酸酯在70～100℃的温度下合成预聚物；
(2)制备质量分数为20％～30％的亚硫酸氢钠水溶液，作为封闭剂；
(3)在30℃～60℃的搅拌条件下，按二异氰酸酯与亚硫酸氢钠的摩尔比为1∶0.8～1∶1.3的比例，将亚硫酸氢钠溶液加入到预聚物中反应，得到无溶剂的封闭型水性聚氨酯。
步骤(1)所述的含磺酸钠基小分子二醇为含磺酸钠基的二醇或含磺酸钠基的小分子聚酯二醇。
所述的含磺酸钠基的二醇或含磺酸钠基的小分子聚酯二醇的羟值为100～450mgKOH/g。
步骤(1)所述的聚酯或聚醚多醇为己二酸一缩乙二醇聚酯二醇、环氧丙烷聚醚二醇、环氧丙烷聚醚三醇或四氢呋喃聚醚二醇。
所述的己二酸一缩乙二醇聚酯二醇、环氧丙烷聚醚二醇、环氧丙烷聚醚三醇或四氢呋喃聚醚二醇的羟值均为55～110mgKOH/g。
步骤(1)所述的二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷4，4′二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷4，4′二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或六次亚甲基二异氰酸酯。
与现有技术相比，本发明在制备过程中，采用部分含磺酸钠的小分子二醇为原料，在制备的预聚物中引入亲水基团，使预聚物的封闭反应在不使用有机助溶剂的条件下进行，产品的制备过程以及最终的产品中均不含有机溶剂，实现清洁生产、安全环保的目的。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器的反应瓶中加入用5重量份分子量为200的含磺酸钠基的小分子二醇，75重量份分子量为2000的己二酸一缩乙二醇聚酯，30重量份的甲苯二异氰酸酯，常温混合搅拌均匀，逐步加热升温至70℃保温反应至预聚体-NCO含量为理论量的90％-110％停止加热，降温至40℃备用。将13重量份的亚硫酸氢钠溶于40重量份水中配成水溶液。在40℃的搅拌条件下，将亚硫酸氢钠溶液加入到制备的预聚物中，进行反应1h，得到无溶剂的亚硫酸氢钠封闭型水性聚氨酯。
实施例2
在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器的反应瓶中加入用25重量份分子量为1000的含磺酸钠基的小分子二醇，50重量份分子量为2000的己二酸一缩乙二醇聚酯，25重量份的甲苯二异氰酸酯，常温混合搅拌均匀，逐步加热升温至70℃保温反应至预聚体-NCO含量为理论量的90％-110％停止加热，降温至40℃备用。将10重量份的亚硫酸氢钠溶于20重量份水中配成水溶液。在40℃的搅拌条件下，将亚硫酸氢钠溶液加入到制备的预聚物中，进行反应2h，得到无溶剂的亚硫酸氢钠封闭型水性聚氨酯。
实施例3
在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器的反应瓶中加入用5重量份分子量为200的含磺酸钠基的小分子二醇，65重量份分子量为2000的己二酸一缩乙二醇聚酯，30重量份的异佛尔酮二异氰酸酯，常温混合搅拌均匀，逐步加热升温至70℃保温反应至预聚体-NCO含量为理论量的90％-110％停止加热，降温至40℃备用。将13重量份的亚硫酸氢钠溶于40重量份水中配成水溶液。在50℃的搅拌条件下，将亚硫酸氢钠溶液加入到制备的预聚物中，进行反应2h，得到无溶剂的亚硫酸氢钠封闭型水性聚氨酯。
实施例4
在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器的反应瓶中加入用25重量份分子量为200的含磺酸钠基的小分子二醇，50重量份分子量为2000的己二酸一缩乙二醇聚酯，25重量份的异佛尔酮二异氰酸酯，常温混合搅拌均匀，逐步加热升温至70℃保温反应至预聚体-NCO含量为理论量的90％-110％停止加热，降温至40℃备用。将8重量份的亚硫酸氢钠溶于15重量份水中配成水溶液。在40℃的搅拌条件下，将亚硫酸氢钠溶液加入到制备的预聚物中，进行反应2h，得到无溶剂的亚硫酸氢钠封闭型水性聚氨酯。
实施例5
一种亚硫酸氢钠封闭型水性聚氨酯的无溶剂制备方法，包括以下步骤：
(1)用5重量份的羟值为100mgKOH/g的含磺酸钠基的二醇，与75重量份的羟值为55mgKOH/g的己二酸一缩乙二醇聚酯二醇加热混合均匀，与40重量份的甲苯二异氰酸酯在70℃的温度下合成预聚物；
(2)将20重量份的亚硫酸氢钠溶于80重量份水中配成质量分数为20％的亚硫酸氢钠水溶液，作为封闭剂；
(3)在30℃的搅拌条件下，按二异氰酸酯与亚硫酸氢钠的摩尔比为1∶0.8的比例，将亚硫酸氢钠溶液加入到预聚物中反应，得到无溶剂的封闭型水性聚氨酯。
实施例6
一种亚硫酸氢钠封闭型水性聚氨酯的无溶剂制备方法，包括以下步骤：
(1)用35重量份的羟值为450mgKOH/g的含磺酸钠基的小分子聚酯二醇，与50重量份的羟值为110mgKOH/g的环氧丙烷聚醚二醇加热混合均匀，与20重量份的二苯基甲烷4，4′二异氰酸酯在100℃的温度下合成预聚物；
(2)将30重量份的亚硫酸氢钠溶于70重量份水中配成质量分数为30％的亚硫酸氢钠水溶液，作为封闭剂；
(3)在60℃的搅拌条件下，按二异氰酸酯与亚硫酸氢钠的摩尔比为1∶1.3的比例，将亚硫酸氢钠溶液加入到预聚物中反应，得到无溶剂的封闭型水性聚氨酯。
实施例7
一种亚硫酸氢钠封闭型水性聚氨酯的无溶剂制备方法，包括以下步骤：
(1)用15重量份的羟值为200mgKOH/g的含磺酸钠基的小分子聚酯二醇，与60重量份的羟值为80mgKOH/g的环氧丙烷聚醚三醇加热混合均匀，与30重量份的氢化二苯基甲烷4，4′二异氰酸酯在80℃的温度下合成预聚物；
(2)将25重量份的亚硫酸氢钠溶于75重量份水中配成质量分数为25％的亚硫酸氢钠水溶液，作为封闭剂；
(3)在40℃的搅拌条件下，按二异氰酸酯与亚硫酸氢钠的摩尔比为1∶1的比例，将亚硫酸氢钠溶液加入到预聚物中反应，得到无溶剂的封闭型水性聚氨酯。
实施例8
一种亚硫酸氢钠封闭型水性聚氨酯的无溶剂制备方法，包括以下步骤：
(1)用35重量份的羟值为300mgKOH/g的含磺酸钠基的小分子聚酯二醇，与60重量份的羟值为100mgKOH/g的四氢呋喃聚醚二醇加热混合均匀，与20重量份的六次亚甲基二异氰酸酯在70℃的温度下合成预聚物；
(2)将30重量份的亚硫酸氢钠溶于70重量份水中配成质量分数为30％的亚硫酸氢钠水溶液，作为封闭剂；
(3)在50℃的搅拌条件下，按二异氰酸酯与亚硫酸氢钠的摩尔比为1∶1.2的比例，将亚硫酸氢钠溶液加入到预聚物中反应，得到无溶剂的封闭型水性聚氨酯。
Claims (6)
1.一种亚硫酸氢钠封闭型水性聚氨酯的无溶剂制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)用5～35重量份的含磺酸钠基的小分子二醇，与50～75重量份的聚酯或聚醚多醇加热混合均匀，与20～40重量份的二异氰酸酯在70～100℃的温度下合成预聚物；
(2)制备质量分数为20％～30％的亚硫酸氢钠水溶液；
(3)在30℃～60℃的搅拌条件下，按二异氰酸酯与亚硫酸氢钠的摩尔比为1∶0.8～1∶1.3的比例，将亚硫酸氢钠溶液加入到预聚物中反应，得到无溶剂的封闭型水性聚氨酯。
2.根据权利要求1所述的一种亚硫酸氢钠封闭型水性聚氨酯的无溶剂制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的含磺酸钠基小分子二醇为含磺酸钠基的二醇或含磺酸钠基的小分子聚酯二醇。
3.根据权利要求2所述的一种亚硫酸氢钠封闭型水性聚氨酯的无溶剂制备方法，其特征在于，所述的含磺酸钠基的二醇或含磺酸钠基的小分子聚酯二醇的羟值为100～450mgKOH/g。
4.根据权利要求1所述的一种亚硫酸氢钠封闭型水性聚氨酯的无溶剂制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的聚酯或聚醚多醇为己二酸一缩乙二醇聚酯二醇、环氧丙烷聚醚二醇、环氧丙烷聚醚三醇或四氢呋喃聚醚二醇。
5.根据权利要求4所述的一种亚硫酸氢钠封闭型水性聚氨酯的无溶剂制备方法，其特征在于，所述的己二酸一缩乙二醇聚酯二醇、环氧丙烷聚醚二醇、环氧丙烷聚醚三醇或四氢呋喃聚醚二醇的羟值均为55～110mgKOH/g。
6.根据权利要求1所述的一种亚硫酸氢钠封闭型水性聚氨酯的无溶剂制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷4，4′二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷4，4′二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或六次亚甲基二异氰酸酯。
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Application publication date: 20121017 |