CN103087291A - 高固含量水性聚氨酯的制备方法 - Google Patents
高固含量水性聚氨酯的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103087291A CN103087291A CN2013100401799A CN201310040179A CN103087291A CN 103087291 A CN103087291 A CN 103087291A CN 2013100401799 A CN2013100401799 A CN 2013100401799A CN 201310040179 A CN201310040179 A CN 201310040179A CN 103087291 A CN103087291 A CN 103087291A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solid content
- preparation
- mass parts
- solvent
- add
- 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.)
- Granted
Links
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 title claims abstract description 65
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 45
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 239000004970 Chain extender Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 29
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 238000009775 high-speed stirring Methods 0.000 claims description 32
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical group CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 17
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 16
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 16
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- -1 poly-adipate glycol propylene glycol ester Chemical class 0.000 claims description 12
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical group CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 claims description 10
- 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 8
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-L adipate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)CCCCC([O-])=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N monopropylene glycol Natural products CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims description 8
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 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 5
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L [dibutyl(dodecanoyloxy)stannyl] dodecanoate Chemical group CCCCCCCCCCCC(=O)O[Sn](CCCC)(CCCC)OC(=O)CCCCCCCCCCC UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- SYECJBOWSGTPLU-UHFFFAOYSA-N hexane-1,1-diamine Chemical compound CCCCCC(N)N SYECJBOWSGTPLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 5
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000909 polytetrahydrofuran Polymers 0.000 claims description 5
- KSBAEPSJVUENNK-UHFFFAOYSA-L tin(ii) 2-ethylhexanoate Chemical compound [Sn+2].CCCCC(CC)C([O-])=O.CCCCC(CC)C([O-])=O KSBAEPSJVUENNK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 229960004418 trolamine Drugs 0.000 claims description 5
- PTBDIHRZYDMNKB-UHFFFAOYSA-N 2,2-Bis(hydroxymethyl)propionic acid Chemical group OCC(C)(CO)C(O)=O PTBDIHRZYDMNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 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 4
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 101000974007 Homo sapiens Nucleosome assembly protein 1-like 3 Proteins 0.000 claims description 4
- 239000005058 Isophorone diisocyanate Substances 0.000 claims description 4
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 102100022398 Nucleosome assembly protein 1-like 3 Human genes 0.000 claims description 4
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 4
- QVYARBLCAHCSFJ-UHFFFAOYSA-N butane-1,1-diamine Chemical compound CCCC(N)N QVYARBLCAHCSFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NIHJEJFQQFQLTK-UHFFFAOYSA-N butanedioic acid;hexanedioic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O.OC(=O)CCCCC(O)=O NIHJEJFQQFQLTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 4
- QDPMLKBAQOZXEF-UHFFFAOYSA-N ethanesulfonic acid;sodium Chemical compound [Na].CCS(O)(=O)=O QDPMLKBAQOZXEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229940051250 hexylene glycol Drugs 0.000 claims description 4
- SVTBMSDMJJWYQN-UHFFFAOYSA-N hexylene glycol Natural products CC(O)CC(C)(C)O SVTBMSDMJJWYQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 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 4
- CRVGTESFCCXCTH-UHFFFAOYSA-N methyl diethanolamine Chemical compound OCCN(C)CCO CRVGTESFCCXCTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 4
- GSNUFIFRDBKVIE-UHFFFAOYSA-N DMF Natural products CC1=CC=C(C)O1 GSNUFIFRDBKVIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KXBFLNPZHXDQLV-UHFFFAOYSA-N [cyclohexyl(diisocyanato)methyl]cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1C(N=C=O)(N=C=O)C1CCCCC1 KXBFLNPZHXDQLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 6
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 abstract description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 abstract 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 abstract 1
- 238000000935 solvent evaporation Methods 0.000 abstract 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229920001730 Moisture cure polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 1
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
本发明涉及一种高固含量水性聚氨酯的制备方法。水性聚氨酯的水蒸发潜热比常用的有机溶剂的蒸发潜热高，相同固含量下水性聚氨酯中的水比溶剂型聚氨酯的溶剂挥发慢，干燥时间长。本发明在氮气保护下将聚合物多元醇和多异氰酸酯混合，搅拌均匀后加入催化剂反应；再加入亲水扩链剂反应；降温加入溶剂和中和剂得到预聚体，高速搅拌下分散于去离子水中；再加入扩链剂搅拌，减压蒸除溶剂，得到水性聚氨酯乳液；制备不同粒径分布的预聚体，在高速搅拌下将其分散于水性聚氨酯乳液中，搅拌1-4小时。本发明的水性聚氨酯乳液粒径分布广、粘度低、稳定，可解决因水蒸发潜热高，挥发慢，干燥时间长、生产效率低等水性聚氨酯研究领域关键性技术难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种树脂，具体涉及一种高固含量水性聚氨酯的制备方法。
背景技术
水性聚氨酯（WPU）是指以水代替有机溶剂作为分散介质、其分散液中不含或含极少量的有机溶剂的聚氨酯。涂膜具有不燃、无毒、不污染环境、节能等优点，同时具有一般聚氨酯树脂所固有的高强度、耐磨度等优异性能，因此获得了广泛的应用。高固含量水性聚氨酯含水量低，干燥成膜速度快，高固含量的乳液还具有设备利用率高、运输成本和单位产品能量消耗低等优点，因此而倍受关注。
水性聚氨酯的最终态为固体胶膜，由乳液到固体膜的过程中，随着水分的挥发，水分散体浓缩，乳胶粒子相互接近，最终通过分散体粒子间的分子链相互扩散，形成有一定力学性能的均相膜。但是水的蒸发潜热比常用的有机溶剂的蒸发潜热高，相同固含量下水性聚氨酯中的水比溶剂型聚氨酯的溶剂挥发慢，干燥时间长。目前市售的水性聚氨酯产品固含量大多为20％-40％，特别是国产水性聚氨酯多数在 35％以下。国外一些双组份高固含量水性聚氨酯固含量可达到50％，但对于水质的要求高、耐热性能和适应性方面有待改进。高固含量常常伴随着高粘度，因此需要高功率搅拌装置和高剪切乳化装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种更环保、干燥快、适应性好、成本低的高固含量水性聚氨酯的制备方法。
本发明所采用的技术方案是：
高固含量水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：
由以下步骤实现：
步骤一：在氮气保护下，将40-70质量份的聚合物多元醇和10-30质量份的多异氰酸酯加入反应器中，搅拌均匀后加入0.01-0.5质量份的催化剂，60-95℃的温度下反应1-2.5小时；
步骤二：加入1-10质量份的亲水扩链剂，60-100℃下反应1-3小时；
步骤三：降温至40-75℃，加入4-9质量份的溶剂降低粘度，再加入中和剂中和得到pH为7的预聚体，然后将预聚体在高速搅拌下分散于去离子水中；
步骤四：加入1-4质量份的扩链剂，搅拌1-4小时，减压蒸除溶剂，得到平均粒径为100-300nm的水性聚氨酯乳液，静置；
步骤五：选用不同于步骤一中所用的聚合物多元醇制备不同粒径分布的预聚体，在高速搅拌下将其分散于步骤四制备的水性聚氨酯乳液中，高速搅拌1-4小时，即得到高固含量水性聚氨酯乳液。
步骤一中，聚合物多元醇选自聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸新戊二醇酯、聚己二酸乙二醇丙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸己二醇酯、聚己二酸乙二醇一缩二乙二醇酯、聚四氢呋喃二醇、聚碳酸酯二醇。
步骤一中，多异氰酸酯选自4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-己基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯。
步骤一中，催化剂选自二月桂酸二丁基锡、锌酸亚锡、有机铋MB20。
步骤二中，亲水扩链剂选自二羟甲基丙酸、二羟基半酯、乙二胺基乙磺酸钠、二乙烯三胺、甲基二乙醇胺。
步骤三中，溶剂选自丙酮、丁酮、甲乙酮、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮。
步骤三中，中和剂选自三乙胺、三乙醇胺。
步骤四中，扩链剂选自乙二胺、丁二胺、异佛尔酮二胺、己二胺。
所述的高速搅拌的转速为1000-2000r/min。
本发明具有以下优点：
本发明将一定粒径分布的水性聚氨酯预聚体直接分散于不参与反应且粒径分布不同的水性聚氨酯乳液中，这样小粒径的就会填充在大粒径的间隙中，从而得到粒径分布广、粘度低、稳定的固含量为50％以上的水性聚氨酯乳液。所制备预聚体粘度控制在一定范围内，避免因粘度太大而对合成及后期分散造成影响，普通合成设备即可满足制备要求，本方法合成产品可解决因水蒸发潜热高，挥发慢，干燥时间长、生产效率低等水性聚氨酯研究领域关键性技术难题。同时降低运输成本及产品使用能耗。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明所述的高固含量水性聚氨酯的制备方法，由以下步骤实现：
步骤一：在氮气保护下，将40-70质量份的聚合物多元醇和10-30质量份的多异氰酸酯加入反应器中，搅拌均匀后加入0.01-0.5质量份的催化剂，60-95℃的温度下反应1-2.5小时；
其中，聚合物多元醇选自聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸新戊二醇酯、聚己二酸乙二醇丙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸己二醇酯、聚己二酸乙二醇一缩二乙二醇酯、聚四氢呋喃二醇、聚碳酸酯二醇；
多异氰酸酯选自4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-己基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯；
催化剂选自二月桂酸二丁基锡、锌酸亚锡、有机铋MB20。
步骤二：加入1-10质量份的亲水扩链剂，60-100℃下反应1-3小时；
其中，亲水扩链剂选自二羟甲基丙酸、二羟基半酯、乙二胺基乙磺酸钠、二乙烯三胺、甲基二乙醇胺。
步骤三：降温至40-75℃，加入4-9质量份的溶剂降低粘度，再加入中和剂中和得到pH为7的预聚体，然后将预聚体在高速搅拌下分散于去离子水中；
其中，溶剂选自丙酮、丁酮、甲乙酮、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮；
中和剂选自三乙胺、三乙醇胺。
步骤四：加入1-4质量份的扩链剂，搅拌1-4小时，减压蒸除溶剂，得到平均粒径为100-300nm的水性聚氨酯乳液，静置；
其中，扩链剂选自乙二胺、丁二胺、异佛尔酮二胺、己二胺。
步骤五：选用不同于步骤一中所用的聚合物多元醇制备不同粒径分布的预聚体，在高速搅拌下将其分散于步骤四制备的水性聚氨酯乳液中，高速搅拌1-4小时，即得到高固含量水性聚氨酯乳液。
步骤中，高速搅拌的转速为1000-2000r/min。
实施例1：
高固含量水性聚氨酯的制备方法，由以下步骤实现：
步骤一：在氮气保护下，将40质量份的聚合物多元醇和10质量份的多异氰酸酯加入反应器中，搅拌均匀后加入0.01质量份的催化剂，60℃的温度下反应1小时；
其中，聚合物多元醇选取聚己二酸乙二醇酯；
多异氰酸酯选取4,4,-二环己基甲烷二异氰酸酯；
催化剂选取二月桂酸二丁基锡。
步骤二：加入1质量份的亲水扩链剂，60℃下反应1小时；
其中，亲水扩链剂选取二羟甲基丙酸。
步骤三：降温至40℃，加入4质量份的溶剂降低粘度，再加入中和剂中和得到pH为7的预聚体，然后将预聚体在高速搅拌下分散于去离子水中；
其中，溶剂选取丙酮；
中和剂选取三乙胺。
步骤四：加入1质量份的扩链剂，搅拌1小时，减压蒸除溶剂，得到平均粒径为100-300nm的水性聚氨酯乳液，静置；
其中，扩链剂选取乙二胺。
步骤五：选用聚己二酸新戊二醇酯制备不同粒径分布的预聚体，在高速搅拌下将其分散于步骤四制备的水性聚氨酯乳液中，高速搅拌1小时，即得到高固含量水性聚氨酯乳液。
步骤中，高速搅拌的转速为1000r/min。
实施例2：
高固含量水性聚氨酯的制备方法，由以下步骤实现：
步骤一：在氮气保护下，将50质量份的聚合物多元醇和15质量份的多异氰酸酯加入反应器中，搅拌均匀后加入0.2质量份的催化剂，70℃的温度下反应1.5小时；
其中，聚合物多元醇选取聚己二酸乙二醇丙二醇酯；
多异氰酸酯选取异佛尔酮二异氰酸酯；
催化剂选取二月桂酸二丁基锡。
步骤二：加入3质量份的亲水扩链剂，70℃下反应1小时；
其中，亲水扩链剂选取二羟基半酯。
步骤三：降温至50℃，加入5质量份的溶剂降低粘度，再加入中和剂中和得到pH为7的预聚体，然后将预聚体在高速搅拌下分散于去离子水中；
其中，溶剂选取丁酮；
中和剂选取三乙胺。
步骤四：加入2质量份的扩链剂，搅拌2小时，减压蒸除溶剂，得到平均粒径为100-300nm的水性聚氨酯乳液，静置；
其中，扩链剂选取丁二胺。
步骤五：选用聚己二酸丁二醇酯制备不同粒径分布的预聚体，在高速搅拌下将其分散于步骤四制备的水性聚氨酯乳液中，高速搅拌2小时，即得到高固含量水性聚氨酯乳液。
步骤中，高速搅拌的转速为1000r/min。
实施例3：
高固含量水性聚氨酯的制备方法，由以下步骤实现：
步骤一：在氮气保护下，将60质量份的聚合物多元醇和20质量份的多异氰酸酯加入反应器中，搅拌均匀后加入0.3质量份的催化剂，80℃的温度下反应2小时；
其中，聚合物多元醇选取聚己二酸己二醇酯；
多异氰酸酯选取1,6-己基二异氰酸酯；
催化剂选取锌酸亚锡。
步骤二：加入5质量份的亲水扩链剂，80℃下反应2小时；
其中，亲水扩链剂选取乙二胺基乙磺酸钠。
步骤三：降温至60℃，加入6质量份的溶剂降低粘度，再加入中和剂中和得到pH为7的预聚体，然后将预聚体在高速搅拌下分散于去离子水中；
其中，溶剂选取甲乙酮；
中和剂选取三乙胺。
步骤四：加入3质量份的扩链剂，搅拌3小时，减压蒸除溶剂，得到平均粒径为100-300nm的水性聚氨酯乳液，静置；
其中，扩链剂选取异佛尔酮二胺。
步骤五：选用聚己二酸乙二醇一缩二乙二醇酯制备不同粒径分布的预聚体，在高速搅拌下将其分散于步骤四制备的水性聚氨酯乳液中，高速搅拌3小时，即得到高固含量水性聚氨酯乳液。
步骤中，高速搅拌的转速为1500r/min。
实施例4：
高固含量水性聚氨酯的制备方法，由以下步骤实现：
步骤一：在氮气保护下，将70质量份的聚合物多元醇和25质量份的多异氰酸酯加入反应器中，搅拌均匀后加入0.4质量份的催化剂，90℃的温度下反应2.5小时；
其中，聚合物多元醇选取聚四氢呋喃二醇；
多异氰酸酯选取苯二亚甲基二异氰酸酯；
催化剂选取锌酸亚锡。
步骤二：加入7质量份的亲水扩链剂，90℃下反应2小时；
其中，亲水扩链剂选取二乙烯三胺。
步骤三：降温至70℃，加入7质量份的溶剂降低粘度，再加入中和剂中和得到pH为7的预聚体，然后将预聚体在高速搅拌下分散于去离子水中；
其中，溶剂选取N，N-二甲基甲酰胺；
中和剂选取三乙醇胺。
步骤四：加入4质量份的扩链剂，搅拌4小时，减压蒸除溶剂，得到平均粒径为100-300nm的水性聚氨酯乳液，静置；
其中，扩链剂选取己二胺。
步骤五：选用聚碳酸酯二醇制备不同粒径分布的预聚体，在高速搅拌下将其分散于步骤四制备的水性聚氨酯乳液中，高速搅拌4小时，即得到高固含量水性聚氨酯乳液。
步骤中，高速搅拌的转速为1500r/min。
实施例5：
高固含量水性聚氨酯的制备方法，由以下步骤实现：
步骤一：在氮气保护下，将70质量份的聚合物多元醇和30质量份的多异氰酸酯加入反应器中，搅拌均匀后加入0.5质量份的催化剂， 95℃的温度下反应2.5小时；
其中，聚合物多元醇选取聚四氢呋喃二醇；
多异氰酸酯选取苯二亚甲基二异氰酸酯；
催化剂选取有机铋MB20。
步骤二：加入10质量份的亲水扩链剂， 100℃下反应3小时；
其中，亲水扩链剂选取甲基二乙醇胺。
步骤三：降温至75℃，加入9质量份的溶剂降低粘度，再加入中和剂中和得到pH为7的预聚体，然后将预聚体在高速搅拌下分散于去离子水中；
其中，溶剂选取N-甲基吡咯烷酮；
中和剂选取三乙醇胺。
步骤四：加入4质量份的扩链剂，搅拌4小时，减压蒸除溶剂，得到平均粒径为100-300nm的水性聚氨酯乳液，静置；
其中，扩链剂选取己二胺。
步骤五：选用聚碳酸酯二醇制备不同粒径分布的预聚体，在高速搅拌下将其分散于步骤四制备的水性聚氨酯乳液中，高速搅拌4小时，即得到高固含量水性聚氨酯乳液。
步骤中，高速搅拌的转速为2000r/min。
经实验测定，本发明将一定粒径分布的水性聚氨酯预聚体直接分散于不参与反应且粒径分布不同的水性聚氨酯乳液中，这样小粒径的就会填充在大粒径的间隙中，从而得到粒径分布广、粘度低、稳定的固含量为50％以上的水性聚氨酯乳液，产品粘度为500-3000cp,平均粒径为100-450nm,断裂伸长率为550-1700％，拉伸强度为12-41MPa。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.高固含量水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：
由以下步骤实现：
步骤一：在氮气保护下，将40-70质量份的聚合物多元醇和10-30质量份的多异氰酸酯加入反应器中，搅拌均匀后加入0.01-0.5质量份的催化剂，60-95℃的温度下反应1-2.5小时；
步骤二：加入1-10质量份的亲水扩链剂，60-100℃下反应1-3小时；
步骤三：降温至40-75℃，加入4-9质量份的溶剂降低粘度，再加入中和剂中和得到pH为7的预聚体，然后将预聚体在高速搅拌下分散于去离子水中；
步骤四：加入1-4质量份的扩链剂，搅拌1-4小时，减压蒸除溶剂，得到平均粒径为100-300nm的水性聚氨酯乳液，静置；
步骤五：选用不同于步骤一中所用的聚合物多元醇制备不同粒径分布的预聚体，在高速搅拌下将其分散于步骤四制备的水性聚氨酯乳液中，高速搅拌1-4小时，即得到高固含量水性聚氨酯乳液。
2.根据权利要求1所述的高固含量水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：
步骤一中，聚合物多元醇选自聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸新戊二醇酯、聚己二酸乙二醇丙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸己二醇酯、聚己二酸乙二醇一缩二乙二醇酯、聚四氢呋喃二醇、聚碳酸酯二醇。
3.根据权利要求1或2所述的高固含量水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：
步骤一中，多异氰酸酯选自4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-己基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯。
4.根据权利要求3所述的高固含量水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：
步骤一中，催化剂选自二月桂酸二丁基锡、锌酸亚锡、有机铋MB20。
5.根据权利要求4所述的高固含量水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：
步骤二中，亲水扩链剂选自二羟甲基丙酸、二羟基半酯、乙二胺基乙磺酸钠、二乙烯三胺、甲基二乙醇胺。
6.根据权利要求5所述的高固含量水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：
步骤三中，溶剂选自丙酮、丁酮、甲乙酮、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮。
7.根据权利要求6所述的高固含量水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：
步骤三中，中和剂选自三乙胺、三乙醇胺。
8.根据权利要求7所述的高固含量水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：
步骤四中，扩链剂选自乙二胺、丁二胺、异佛尔酮二胺、己二胺。
9.根据权利要求8所述的高固含量水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：
所述的高速搅拌的转速为1000-2000r/min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310040179.9A CN103087291B (zh) | 2013-02-01 | 2013-02-01 | 高固含量水性聚氨酯的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310040179.9A CN103087291B (zh) | 2013-02-01 | 2013-02-01 | 高固含量水性聚氨酯的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103087291A true CN103087291A (zh) | 2013-05-08 |
| CN103087291B CN103087291B (zh) | 2015-05-20 |
Family
ID=48200451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310040179.9A Expired - Fee Related CN103087291B (zh) | 2013-02-01 | 2013-02-01 | 高固含量水性聚氨酯的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103087291B (zh) |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103360563A (zh) * | 2013-07-09 | 2013-10-23 | 华南理工大学 | 一种具有粒径多分散性的高固含水性聚氨酯乳液及其制备方法 |
| CN103805046A (zh) * | 2014-01-26 | 2014-05-21 | 陕西科技大学 | 原位法制备含石墨烯的水性聚氨酯复合导电涂料及其方法 |
| CN104211902A (zh) * | 2014-08-19 | 2014-12-17 | 深圳高远通新材料科技有限公司 | 水性聚氨酯乳液的制备方法及其制得的水性聚氨酯乳液 |
| CN105085854A (zh) * | 2014-05-09 | 2015-11-25 | 武汉强力荷新材料有限公司 | 一种无溶剂、多元粒径分布高固含量低粘度环保型水性聚氨酯乳液的制备方法 |
| CN105348484A (zh) * | 2015-12-04 | 2016-02-24 | 成都印钞有限公司 | 一种水性聚氨酯聚脲纸张表面施胶剂的制备方法 |
| CN105440240A (zh) * | 2015-12-04 | 2016-03-30 | 上海华峰材料科技研究院（有限合伙） | 制备水性聚氨酯离聚物及其分散体的连续式生产方法 |
| CN106750130A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-31 | 江苏中科金龙化工有限公司 | 一种高固体含量水性聚氨酯树脂及其涂料的制备方法和应用 |
| CN107057027A (zh) * | 2017-01-16 | 2017-08-18 | 北京理工大学 | 一种高固含量低粘度水性聚氨酯的制备方法 |
| CN108373898A (zh) * | 2016-10-20 | 2018-08-07 | 新纶科技（常州）有限公司 | 一种树脂组合物及其形成的胶黏剂和保护膜 |
| CN108977157A (zh) * | 2018-08-16 | 2018-12-11 | 北京高盟新材料股份有限公司 | 一种水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法 |
| CN109486387A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-03-19 | 佛山阳光逸采涂料科技有限公司 | 一种uv led水性紫外光固化金属涂料及其制备方法 |
| CN110540630A (zh) * | 2019-10-08 | 2019-12-06 | 刘军 | 一种新型水性聚氨酯组合物及其制备方法 |
| CN110563393A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-12-13 | 徐州山溪建筑材料有限公司 | 一种不均匀载荷工况抗裂混凝土 |
| CN111234166A (zh) * | 2020-04-02 | 2020-06-05 | 昆山万杰新材料科技有限公司 | 一种弹性树脂及其制备方法和应用 |
| CN111234158A (zh) * | 2020-04-02 | 2020-06-05 | 昆山万杰新材料科技有限公司 | 一种基于多元醇的弹性树脂及其制备方法和应用 |
| CN112706480A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-04-27 | 江西戈兰帝电气绝缘材料有限公司 | 一种聚氨酯电子电气绝缘材料的制备方法 |
| CN113980229A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-28 | 山西省应用化学研究所(有限公司) | 高固含量的水性聚氨酯乳液及其制备方法 |
| CN114574087A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-06-03 | 温州环诺新材料科技有限公司 | 一种环保水性漆及其制备方法 |
| CN115215983A (zh) * | 2022-08-12 | 2022-10-21 | 山东高速集团有限公司创新研究院 | 一种高固含量阳离子水性聚氨酯乳液及其制备方法 |
| CN115286992A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-11-04 | 黄山联固新材料科技有限公司 | 一种高固含低温抗开裂单组分水性聚氨酯防水涂料及制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1786055A (zh) * | 2005-11-15 | 2006-06-14 | 华南理工大学 | 双组份高固含量水性聚氨酯及其制备方法与应用 |
| CN102219886A (zh) * | 2011-05-23 | 2011-10-19 | 福州大学 | 一种高固含量水性聚氨酯乳液的制备方法 |
-
2013
- 2013-02-01 CN CN201310040179.9A patent/CN103087291B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1786055A (zh) * | 2005-11-15 | 2006-06-14 | 华南理工大学 | 双组份高固含量水性聚氨酯及其制备方法与应用 |
| CN102219886A (zh) * | 2011-05-23 | 2011-10-19 | 福州大学 | 一种高固含量水性聚氨酯乳液的制备方法 |
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103360563A (zh) * | 2013-07-09 | 2013-10-23 | 华南理工大学 | 一种具有粒径多分散性的高固含水性聚氨酯乳液及其制备方法 |
| CN103360563B (zh) * | 2013-07-09 | 2015-04-22 | 华南理工大学 | 一种具有粒径多分散性的高固含水性聚氨酯乳液及其制备方法 |
| CN103805046A (zh) * | 2014-01-26 | 2014-05-21 | 陕西科技大学 | 原位法制备含石墨烯的水性聚氨酯复合导电涂料及其方法 |
| CN103805046B (zh) * | 2014-01-26 | 2015-11-11 | 陕西科技大学 | 原位法制备含石墨烯的水性聚氨酯复合导电涂料及其方法 |
| CN105085854A (zh) * | 2014-05-09 | 2015-11-25 | 武汉强力荷新材料有限公司 | 一种无溶剂、多元粒径分布高固含量低粘度环保型水性聚氨酯乳液的制备方法 |
| CN104211902A (zh) * | 2014-08-19 | 2014-12-17 | 深圳高远通新材料科技有限公司 | 水性聚氨酯乳液的制备方法及其制得的水性聚氨酯乳液 |
| CN105348484A (zh) * | 2015-12-04 | 2016-02-24 | 成都印钞有限公司 | 一种水性聚氨酯聚脲纸张表面施胶剂的制备方法 |
| CN105440240A (zh) * | 2015-12-04 | 2016-03-30 | 上海华峰材料科技研究院（有限合伙） | 制备水性聚氨酯离聚物及其分散体的连续式生产方法 |
| CN105440240B (zh) * | 2015-12-04 | 2019-04-05 | 上海华峰材料科技研究院（有限合伙） | 制备水性聚氨酯离聚物及其分散体的连续式生产方法 |
| CN108373898A (zh) * | 2016-10-20 | 2018-08-07 | 新纶科技（常州）有限公司 | 一种树脂组合物及其形成的胶黏剂和保护膜 |
| CN106750130A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-31 | 江苏中科金龙化工有限公司 | 一种高固体含量水性聚氨酯树脂及其涂料的制备方法和应用 |
| CN106750130B (zh) * | 2016-12-29 | 2019-08-13 | 江苏中科金龙环保新材料有限公司 | 一种高固体含量水性聚氨酯树脂及其涂料的制备方法和应用 |
| CN107057027A (zh) * | 2017-01-16 | 2017-08-18 | 北京理工大学 | 一种高固含量低粘度水性聚氨酯的制备方法 |
| CN108977157A (zh) * | 2018-08-16 | 2018-12-11 | 北京高盟新材料股份有限公司 | 一种水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法 |
| CN109486387A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-03-19 | 佛山阳光逸采涂料科技有限公司 | 一种uv led水性紫外光固化金属涂料及其制备方法 |
| CN110563393A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-12-13 | 徐州山溪建筑材料有限公司 | 一种不均匀载荷工况抗裂混凝土 |
| CN110540630A (zh) * | 2019-10-08 | 2019-12-06 | 刘军 | 一种新型水性聚氨酯组合物及其制备方法 |
| CN110540630B (zh) * | 2019-10-08 | 2021-12-24 | 刘军 | 一种水性聚氨酯组合物及其制备方法 |
| CN111234166A (zh) * | 2020-04-02 | 2020-06-05 | 昆山万杰新材料科技有限公司 | 一种弹性树脂及其制备方法和应用 |
| CN111234158A (zh) * | 2020-04-02 | 2020-06-05 | 昆山万杰新材料科技有限公司 | 一种基于多元醇的弹性树脂及其制备方法和应用 |
| CN112706480A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-04-27 | 江西戈兰帝电气绝缘材料有限公司 | 一种聚氨酯电子电气绝缘材料的制备方法 |
| CN113980229A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-28 | 山西省应用化学研究所(有限公司) | 高固含量的水性聚氨酯乳液及其制备方法 |
| CN114574087A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-06-03 | 温州环诺新材料科技有限公司 | 一种环保水性漆及其制备方法 |
| CN115215983A (zh) * | 2022-08-12 | 2022-10-21 | 山东高速集团有限公司创新研究院 | 一种高固含量阳离子水性聚氨酯乳液及其制备方法 |
| CN115286992A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-11-04 | 黄山联固新材料科技有限公司 | 一种高固含低温抗开裂单组分水性聚氨酯防水涂料及制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103087291B (zh) | 2015-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103087291B (zh) | 高固含量水性聚氨酯的制备方法 | |
| CN103450438A (zh) | 一种高固含量水性聚氨酯树脂及其合成方法 | |
| CN103788340B (zh) | 一种水性醇酸树脂的制备方法 | |
| CN102219886B (zh) | 一种高固含量水性聚氨酯乳液的制备方法 | |
| CN104628982B (zh) | 一种碱木质素基水性聚氨酯的制备方法 | |
| CN103524696B (zh) | 一种硅烷改性的磺酸型水性聚氨酯乳液及其制备方法 | |
| 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 | |
| CN102504166B (zh) | 超支化水性聚氨酯羟基组分的制备方法 | |
| CN102702466B (zh) | 一种合成革用水性聚氨酯乳液的制备方法 | |
| CN103881049A (zh) | 桐油酸单甘酯改性水性聚氨酯乳液的制备方法 | |
| CN101851325A (zh) | 湿法合成革用聚酯型高耐水解高剥离聚氨酯树脂及其制备方法 | |
| CN103408715A (zh) | 内交联型聚碳酸亚丙酯水性聚氨酯乳液及制备方法与应用 | |
| CN102241956A (zh) | 一种聚碳酸亚丙酯基水性聚氨酯粘合剂及其制备方法 | |
| CN103254397A (zh) | 一种耐水、耐候聚酯型水性聚氨酯乳液及其制备方法 | |
| CN107522839A (zh) | 一种无溶剂具备阴离子和非离子特性的水性聚氨酯树脂制备方法 | |
| CN104119543A (zh) | 一种非离子型紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法 | |
| CN104693407B (zh) | 一种用于薄膜印刷清漆的水性聚氨酯树脂及其制备方法 | |
| CN103467687A (zh) | 一种无溶剂水性聚氨酯树脂的制备方法 | |
| CN103881048A (zh) | 一种树枝状水性聚氨酯的制备方法 | |
| CN105693981B (zh) | 桐油多元醇基可后交联阴离子聚氨酯及其制备方法 | |
| CN103588949B (zh) | 端氨基超支化不饱和聚酰胺改性水性聚(氨酯-丙烯酸酯)乳液的制备方法 | |
| CN104341574A (zh) | 一种60%固含的水性聚氨酯 | |
| CN103059246B (zh) | 源于天然脂肪酸的硅杂化的水性聚氨酯及其制备方法 | |
| CN107903376A (zh) | 连续式无溶剂水性聚氨酯分散体及其制备方法和应用 | |
| CN110862509A (zh) | 一种水性无溶剂聚氨酯树脂及其制备方法 |
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: 20150520 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |