CN105802194B

CN105802194B - 一种高固含水性聚氨酯分散体及其制备方法

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Publication number: CN105802194B
Application number: CN201410841712.6A
Authority: CN
Inventors: 刘博�; 贾俊; 王新; 罗彤; 鲁琴; 付洪娥
Original assignee: Shenyang Research Institute of Chemical Industry Co Ltd; Sinochem Corp
Current assignee: Shenyang Research Institute of Chemical Industry Co Ltd; Sinochem Corp
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2018-08-31
Anticipated expiration: 2034-12-30
Also published as: CN105802194A

Abstract

本发明属于高分子领域，具体的说是一种粒径双重分布的高固含水性聚氨酯分散体及其制备方法。高固含水性聚氨酯分散体，按重量百分比计，含有10wt％～50wt％的细颗粒和50wt％‑90 wt％的粗颗粒；细颗粒部分的平均粒径在50纳米至150纳米之间，粗颗粒部分的平均粒径在200纳米至700纳米之间，所述水性聚氨酯分散体固含量≥50％，粘度为1mPa.s～1500mPa.s。本发明制备的水性聚氨酯分散体粘度较低，可用于柔性基材的涂层剂、粘合剂等领域。

Description

一种高固含水性聚氨酯分散体及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子领域，具体的说是一种粒径双重分布的高固含水性聚氨酯分散体及其制备方法。

背景技术

溶剂型聚氨酯使用有机溶剂，消耗大量资源，对环境和人体有很大危害，各种基材已越来越多地应用水性粘合剂，特别是聚氨酯一聚脲(PU)分散体来涂敷。与许多其它种类的水性粘合剂不同，PU分散体在对化学品和水的耐受性、机械强度、拉伸强度和延展性等方面性能优越，已逐渐应用于水性胶黏剂、涂料、油墨等领域。通常市售的PU分散体固含量在30％至45％之间，使其粘度可保持在维持性能的可接受的范围内。但是，固含量偏低增加了产品的包装和运输费用，同时限制了其在某些领域的应用，如要求高固含量的胶黏剂领域；而在涂料行业的许多领域中，期望有高固含量的PU分散体，能够简化施涂操作(一次涂布能产生更厚的膜)，并且能开启全新的应用或应用领域。

现有的高固体PU分散体在很多情况下无法满足其应用的需要，它们一般用大量的外乳化剂来稳定，并且具有分布较宽的单峰粒径分布和较大的平均粒径，只有通过使用增稠剂来进行保护，使它们避免沉淀。因此，这些高固体分散体的性能特征远在所需的水平之下。

从现有技术中已经知道，单一粒径分布的分散体极限体积浓度为74％，而水性PU粒子存在水溶胀的边界层，实际分散体浓度不可能达到理论极限值。双重粒径分布的分散体中同时存在粒径大小不同的粒子，小粒子可存在于大粒子间的空隙中，其体积极限浓度可大于74％，因此，双峰化是一种增加分散体固含量同时保持较低粘度的有效方法。与之相比，单分散体系中要么只含有较小的聚合物颗粒，要么只含有较大的聚合物颗粒，因此由于粘度问题只能导致低固体含量。

B.Erdem等描述了一种通过外加乳化剂来制备高固体分散体的方法。CN102206410A中采用内、外乳化相结合的方法，制备了固含量达59％的水性聚氨酯乳液。但是，含有外来乳化剂的聚氨酯分散体，其残留的乳化剂对其表面性能、耐水性能有不利影响，常不能满足漆、涂料或胶粘剂的需要。

Synthesis of High Solid Content Acrylic-Polyurethane Hybrid Emulsionswith Low Viscosity(From Applied Mechanics and Materials(2013),268-270(Materials,Mechanical Engineering and Manufacture),41-44)描述了一种以水性聚氨酯作为种子，采用种子乳液聚合法制备具有双峰粒径分布的丙烯酸酯-聚氨酯分散体的方法，分散体具有低粘度、高固含量的特点。但此方法难以用于高固含量水性聚氨酯的制备。

CN 103360563A中把聚氨酯预聚物分为若干份，分别加入不同剂量的磺酸盐型亲水扩链剂后重新混合，再经分散、扩链、脱溶剂得到具有粒径多分散性的，粘度较低的，固含量≥50％的水性聚氨酯乳液。

亦有文献描述了采用含有亲水基团的聚合物多元醇为软段，制备高固含量水性聚氨酯的方法，但应用范围受限。而通过将两种不同粒径的低固含量分散体混合后脱水得到粒径双重分布的高固含分散体，额外增加了能源消耗。

发明内容

本发明目的在于提供一种高固含水性聚氨酯分散体及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种粒径双重分布的高固含水性聚氨酯分散体，按重量百分比计，含有10wt％～50wt％的细颗粒和50wt％-90wt％的粗颗粒；

细颗粒部分的平均粒径在50纳米至150纳米之间，粗颗粒部分的平均粒径在200纳米至700纳米之间，所述水性聚氨酯分散体固含量≥50％，粘度为1mPa.s～1500mPa.s。分散体固体含量优选在50wt％～65wt％之间

所述分散体按重量百分比计，由10wt％～50wt％聚氨酯分散物I和50wt％～90wt％聚氨酯分散物II组成；

聚氨酯分散物I按重量百分比计，包含

I.1为10～35wt％的多异氰酸酯，

I.2为50～87wt％的分子量为500至6000的聚合物多元醇，OH基官能度为1.5-6，

I.3为0～10wt％的分子量为32至400的多元醇和/或多元胺，

I.4为2～10wt％的离子型、非离子型、潜离子型，且含有异氰酸酯-活性基团的亲水化合物中的一种或几种，

I.5为0～10wt％的一元醇或一元胺；

聚氨酯分散物II按重量百分比计，包含

II.1为10～35wt％的多异氰酸酯，

II.2为50～87wt％的分子量为500至6000的聚合物多元醇，OH基官能度为1.5-6，

II.3为0～10wt％的分子量为32至400的多元醇和/或多元胺，

II.4为0.5～2wt％的离子型或潜离子型,且含有异氰酸酯-活性基团的亲水化合物中的一种或几种，

II.5为0～10wt％的一元醇或一元胺。

所述多异氰酸酯为NCO官能度≥2的芳族、芳脂族、脂族、脂环族多异氰酸酯中的一种或几种或改性二异氰酸酯。比如可以是甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸基(H₁₂MDI)、1,4-亚环己基二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)中的一种或两种以上的混合物。上述类型优选的是那些仅具有与脂族和/或脂环族连接的异氰酸酯基团的多异氰酸酯或多异氰酸酯混合物；特别优选的是HDI、IPDI、H₁₂MDI及它们的混合物。除了上述的多异氰酸酯之外，也可以使用具有脲二酮、异氰脲酸酯、氨基甲酸乙酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨恶基二嗪二酮和/或恶基二嗪三酮结构的改性二异氰酸酯，和每分子中NCO基团数大于2的未改性多异氰酸酯，例如4-异氰酸基甲基-1,8-辛烷二异氰酸酯(壬烷三异氰酸酯)或三苯基甲烷-4,4',4”-三异氰酸酯。

可用作化合物I.2和II.2的合适的多元醇的数均分子量为500至6000，更好的是600至3000。OH官能度为1.5至6，较优的为1.8至2.5，更优的为2。合适的多元醇为聚酯多元醇、聚丙烯酸酯多元醇、聚氨酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚醚多元醇、生物质多元醇、苯酚/甲醛树脂或它们的混合物。合适的聚酯多元醇是二醇和任选的多(三、四)醇与二羧酸和任选的多(三、四)羧酸或羟基羧酸或内酯的缩聚物。合适的二醇包括乙二醇、丁二醇、二甘醇、三甘醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇、1,4-二羟甲基环己烷、丙二醇、1,4-丁二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇或羟基新戊酸新戊二醇酯，优选的是上述最后四种化合物中的一种或几种；合适的多元醇包括三羟甲基丙烷、丙三醇、赤藓醇、季戊四醇、三羟甲基苯或三羟乙基异氰脲酸酯；合适的二羧酸包括邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、环己烷二羧酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、戊二酸、四氯邻苯二甲酸、马来酸、富马酸、衣康酸、丙二酸、辛二酸、2-甲基丁二酸、3,3-二乙基戊二酸和2,2-二甲基丁二酸，也可以使用这些酸的酸酐，优选的是饱和脂族或芳族酸，诸如己二酸或间苯二甲酸，可以以相对少的量使用的合适的多羧酸酸是偏苯三酸；用来制备聚酯多元醇的合适的羟基酸包括羟基己酸、羟基丁酸、羟基癸酸和羟基硬脂酸，可以使用的内酯包括己内酯和丁内酯。适合作为组分I.2和II.2的聚碳酸酯多元醇，由碳酸衍生物(诸如碳酸二苯酯或碳酸二甲酯)或光气与多元醇反应制得，合适的多元醇包括乙二醇、1,2-和1,3-丙二醇、1,3-和1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇及内酯改性的二醇，以及丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇等多官能醇，二醇组分优选1,6-己二醇和/或己二醇衍生物，如己内酯改性己二醇。适合用作组分I.2和II.2的聚醚多元醇是聚四氢呋喃多元醇、聚四氢呋喃-氧化丙烯多元醇、聚氧化丙烯多元醇。

用于I.3和II.3的低分子量多元醇和/或胺选择分子量为32至400，可包含脂族、脂环族或芳族基团的醇和/或胺。多元醇可以是乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,2-和1,3-丙二醇、1,4-和1,3-丁二醇、环己二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,6-己二醇、新戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、双酚A、氢化双酚A、三羟甲基丙烷、丙三醇、季戊四醇或其它任选的低分子量多元醇；也可以使用酯二醇，如羟基新戊酸新戊二醇酯、羟丁基羟基己酸酯、羟己基羟基丁酯或对苯二甲酸双(β-羟乙基)酯。多元胺可以是乙二胺、丙二胺、1,4-丁二胺、1,6-己二胺、异佛尔酮二胺、2-甲基戊二胺、二乙烯三胺、二乙基甲苯二胺、1,3-和1,4-苯二甲胺和4,4’-二氨基二环己基甲烷、二甲基乙二胺、肼/水合肼及其取代物；以及酰肼，如己二酸二酰肼等。

所述I.4离子型、非离子型、潜离子型且含有异氰酸酯-活性基团的亲水化合物中的一种或几种；其中，亲水化合物中含有至少一个异氰酸酯-活性基团、并且具有至少一个-COOY、SO₃Y、-PO(OY)₂(其中Y是H、NH₄ ⁺或金属阳离子)的官能团。优选的异氰酸酯-活性基团是羟基和氨基，如二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、2-(2-氨基乙基氨基)乙磺酸、二氨基苯磺酸，及其碱金属和/或铵盐。所述I.4)中非离子型亲水化合物I.4)为分子量1000至3000的、含有一个羟基或氨基的聚环氧烷醚。其中，所述聚醚含有至少50～80％(mol)环氧乙烷单元、20～50％(mol)环氧丙烷单元，聚醚合适的起始分子为饱和一元醇包括甲醇、乙醇、正丁醇、乙二醇单丁醚、二甘醇单丁醚。

所述II.4中离子型、潜离子型且含有异氰酸酯-活性基团的亲水化合物中的一种或几种；其中，亲水化合物中含有至少一个异氰酸酯-活性基团、并且具有至少一个如-COOY、SO₃Y、-PO(OY)₂(其中Y是H、NH₄ ⁺或金属阳离子)的官能团。优选，异氰酸酯-活性、离子型或潜离子型亲水化合物中异氰酸酯-活性基团是羟基或氨基，离子或潜离子基团是羧基或羧酸根和/或磺酸根基团的化合物。更优选，异氰酸酯活性、离子型或潜离子型亲水化合物为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、N-(2-氨基乙基)-β-丙氨酸、2-(2-氨基乙基氨基)乙磺酸、二氨基苯磺酸，及各物质碱金属和/或铵盐。

所述I.5一元醇或一元胺为含有用于链封端的具有一个异氰酸酯-活性基团的一元醇或一元胺，比如可以是乙醇、正丁醇、乙二醇单丁基醚、2-乙基己醇、1-辛醇、1-十二烷醇、1-十六烷醇、甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、辛胺、月桂胺、硬脂胺、异壬氧基丙胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、N-甲基氨基丙胺、二乙基(甲基)氨基丙胺、吗琳、哌啶、以及上述各物质的合适的取代衍生物、苯酚、甲乙酮肟、乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯、丙二酸二乙酯、由二元伯胺和一元酸形成的酰胺、二元伯胺的单酮亚胺、伯/叔胺，诸如N,N-二甲基-氨基丙胺。

所述的高固含水性聚氨酯分散体的制备方法，步骤如下：

A)制备聚氨酯分散物I，按上述比例将I.1、I.2、I.3、I.4和I.5混合反应，颗粒平均粒径在50纳米至150纳米的聚氨酯分散物；

B)制备聚氨酯分散物II，按上述比例将II.1、II.2、II.3、II.4和II.5混合反应，颗粒平均粒径在200纳米至700纳米之间的聚氨酯分散物；

C)将聚氨酯分散物I及聚氨酯分散物II混合，然后真空脱溶剂得到所述的水性聚氨酯分散体。

制备聚氨酯分散物I和II可使用任何已知的方法，诸如预聚物混合法、丙酮法或熔融分散法。优选地，本发明的分散体由丙酮法制备。在制备预聚物中NCO/OH的比为1.2～2.8，优选为1.4～2.5，特别优选1.6～2.2。

组分I/II.1)和I/II.2-I/II.5)中不含有异氰酸酯-活性氨基的组分混合首先进行反应形成聚氨酯预聚物，随后使剩余的异氰酸酯基团完全或部分地与任选组分I/II.3)-I/II.5)中含有异氰酸酯-活性氨基的任一组分反应，此扩链反应在其分散在水中之前、分散在水中之时或分散在水中之后进行，任何存在的潜离子基团在扩链之前、之中或之后完全的或部分的与中和剂反应而转化为离子形式。

具体步骤如下：组分I/II.1和I/II.2-I/II.5)中不含有异氰酸酯-活性氨基的组分混合，在60℃至100℃反应，I/II.2-I/II.5)可以一步或分步加入，以二正丁胺法测定NCO值，待NCO到达理论值，以溶剂稀释预聚体。为了加快反应，可以使用已知的催化剂，比如二月桂酸二丁基锡。优选的溶剂是丙酮或丁酮，溶剂可以在制备开始时加入，也可以任选地在以后分批加入，溶剂用量为固体物的110～185wt％。其它可选的溶剂包括乙酸乙酯、二甲苯、甲苯、环己烷、乙酸丁酯、和其它带有醚单元或酯单元的溶剂。

在进一步的反应步骤中，加入组分I/II.3-I/II.5中含有异氰酸酯-活性氨基的任一组分与剩余的异氰酸酯基团反应。此链扩展/链封端反应可在分散之前在溶剂中、在分散时、或在分散后在水中进行。含有异氰酸酯-活性氨基化合物I.4进行链延长反应时，在分散于水中之前进行。

用于链延长的化合物的异氰酸酯-活性氨基对预聚物的游离NCO基团的当量比为70％至110％。氨基组分I/II.3-I.5可任选以单独或以混合物的形式、以任何的顺序加入、能以水或溶剂所稀释的形式使用。

任何存在的潜离子基团在扩链之前、之中或之后完全的或部分的与中和剂反应而转化为离子形式，优选完全中和。为了形成阴离子基团，中和剂使用无机碱或叔胺，如氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、三甲胺、三乙胺、甲基二乙基胺、三丙胺、N-甲基吗琳、甲基二异丙基胺、二异丙基乙基胺、二烷基单烷醇胺、烷基二烷醇胺和三烷醇胺。优选的是三乙胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺或二异丙基乙基胺。

分散步骤在扩链之前、在扩链时、或在扩链后进行，通过强剪切力如剧烈搅拌将水加入到预聚物溶液中。

上述步骤所得聚氨酯分散物I的颗粒的平均粒径在50纳米至150纳米之间。聚氨酯分散物II的颗粒的平均粒径在200纳米至700纳米之间。

将聚氨酯分散物I及聚氨酯分散物II混合，然后真空脱溶剂得到所述的水性聚氨酯分散体。聚氨酯分散物I的比例为10wt％～50wt％，聚氨酯分散物II的比例为50wt％～90wt％，聚氨酯分散物I与聚氨酯分散物II之和为100wt％。上述的聚氨酯分散体的固体含量为50％至70％(重量百分百)，较优的为55％至65％(重量百分百)，粘度为1mPa.s～1500mPa.s。

本发明的聚氨酯分散体可用于制备水性涂料体系或胶粘剂体系。合适的基材的实例包括织物、皮革、纸、木材、玻璃、塑料、混凝土、金属或玻璃纤维。优选的基材是柔性基材，如织物、皮革、纸。

本发明所具有的优点是可以通过简单的步骤制得固含量达到55-65％、黏度较低的聚氨酯分散体。本发明的聚氨酯分散体可用于制备水性涂料体系或胶粘剂体系，可用于如纺织品和皮革等柔性基材的涂层剂及粘合剂的应用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

分散物I：将140g聚己二酸1,4-丁二醇酯二元醇(PBA2000、分子量2000)和60g聚己二酸1,4-丁二醇酯二元醇(PBA1000、分子量1000)混合后熔融，60℃下加入25.9gIPDI和19.6gHDI的混合物，升温至90℃，反应至达到理论NCO含量。在50℃下加入300g丙酮稀释，然后在5min内加入22.0g乙二胺基乙磺酸钠水溶液(AAS，50％,下同)，搅拌20min后，在10min内加入170g水分散，5min后再加入2g乙二胺和20g水的溶液，反应30min得到分散物，平均粒径69nm(采用Coulter N4plus激光光散射粒度仪测定，下同)。

分散物II：将220g聚己二酸新戊二醇酯二元醇(PNG2000、分子量2000)和9.0g1,4-丁二醇加热到65℃，加入37.3gIPDI和28.3gHDI的混合物，85℃反应至达到理论NCO含量。在50℃下加入400g丙酮稀释，加入6.2g乙二胺基乙磺酸钠搅拌20min后，在10min内加入200g水分散，5min后加入6.8g异佛尔酮二胺、3.6g乙二胺和30g水的溶液，反应30min得到分散物，平均粒径405nm。

将150g分散物I与400g分散物II均匀混合，随后通过真空蒸馏除去溶剂，得到储存稳定的、固体含量为59％的双峰PU分散体。分散体的粘度为273mPa.s(采用Brookfield DV-II+Pro型粘度计，按照国标《GB/T2794-1995胶粘剂粘度的测定》测定，下同)，平均粒径354nm。

实施例2

分散物I：将150g聚四氢呋喃二元醇(PTMG2000、分子量2000)和50g聚四氢呋喃二元醇(PTMG1000、分子量1000)、5.6g由环氧乙烷/环氧丙烷(75/25)制得的单官能聚醚(分子量为2000)，2.2g新戊二醇、2.8g二羟甲基丁酸混合后升温，60℃下加入63.5gIPDI，100℃反应至达到理论NCO含量。降温，在50℃下加入350g丙酮稀释，加入1.9g三乙胺搅拌15min，5min内加入1.0g乙二胺、6.8g异佛尔酮二胺、12.0g乙二胺基乙磺酸钠和55g水的溶液，搅拌20min后，在10min内加入147g水分散得到分散物，平均粒径57nm。

分散物II：将320g聚碳酸酯二元醇(PCDL T5652、分子量2000)和7.8g新戊二醇加热到65℃混合，加入84.7gIPDI，85℃反应至达到理论NCO含量。降温，在50℃下加入400g丙酮稀释，5min内加入1.8g乙二胺、12.0g异佛尔酮二胺、10.1g乙二胺基乙磺酸钠和85g水的溶液，搅拌20min后，在10min内加入225g水分散得到分散物，平均粒径376nm。

将200g分散物I与400g分散物II均匀混合，随后通过真空蒸馏除去溶剂，得到储存稳定的、固体含量为59％的双峰PU分散体。分散体的粘度为326mPa.s，平均粒径298nm。

实施例3

分散物I：将336g聚己二酸3-甲基-1,5-戊二醇酯二元醇(分子量2000)、5.0g由环氧乙烷/环氧丙烷(75/25)制得的单官能聚醚(分子量为2000)、5.1g新戊二醇、1.2g乙二醇单丁醚混合升温，60℃下加入76.5gIPDI，100℃反应至达到理论NCO含量。降温，在50℃下加入630g丙酮稀释，5min内加入25.4g乙二胺基乙磺酸钠，搅拌20min后，在10min内加入240g水分散，随后加入0.5g水合肼、0.6g乙二胺、4.1g异佛尔酮二胺和80g水的溶液，搅拌30min得到分散物，平均粒径76nm。

分散物II：将336g聚己二酸3-甲基-1,5-戊二醇酯二元醇(分子量2000)、5.1g新戊二醇混合升温，60℃下加入76.5gIPDI，100℃反应至达到理论NCO含量。降温，在50℃下加入600g丙酮稀释，5min内加入8.4g乙二胺基乙磺酸钠，搅拌20min后，在10min内加入240g水分散，随后加入1.2g水合肼、1.8g乙二胺、3.8g二乙烯三胺和80g水的溶液，搅拌30min得到分散物，平均粒径482nm。

将150g分散物I与400g分散物II均匀混合，随后通过真空蒸馏除去溶剂，得到储存稳定的、固体含量为61％的双峰PU分散体。分散体的粘度为245mPa.s，平均粒径387nm。

实施例4

分散物I：将300g聚碳酸酯二元醇(PCDL T5652、分子量2000)、5.6g由环氧乙烷/环氧丙烷(75/25)制得的单官能聚醚(分子量为2000)，2.2g新戊二醇混合后升温，60℃下加入24.5g HDI和31.1gIPDI的混合物，100℃反应至达到理论NCO含量。降温，在50℃下加入350g丙酮稀释，5min内加入1.0g乙二胺、6.8g异佛尔酮二胺、19.2g乙二胺基乙磺酸钠和55g水的溶液，搅拌20min后，在10min内加入147g水分散得到分散物，平均粒径72nm。

分散物II：将320g聚己二酸己二醇新戊二醇酯二元醇(分子量2000)和3.8g新戊二醇混合升温，65℃加入33.8g HDI和40.0gIPDI的混合物，100℃反应至达到理论NCO含量。降温，在50℃下加入400g丙酮稀释，5min内加入2.6g二乙烯三胺、1.8g乙二胺、2.1g水合肼、9.1g乙二胺基乙磺酸钠和85g水的溶液，搅拌20min后，在10min内加入225g水分散得到分散物，平均粒径468nm。

将180g分散物I与400g分散物II均匀混合，随后通过真空蒸馏除去溶剂，得到储存稳定的、固体含量为60％的双峰PU分散体。分散体的粘度为435mPa.s，平均粒径408nm。

实施例5

将190g分散物I与400g分散物II均匀混合，随后通过真空蒸馏除去溶剂，得到储存稳定的、固体含量为61％的双峰PU分散体。分散体的粘度为363mPa.s，平均粒径378nm。

Claims

1.一种粒径双重分布的高固含水性聚氨酯分散体，其特征在于：按重量百分比计，含有10wt%～50wt%的细颗粒和50 wt%-90 wt%的粗颗粒；

细颗粒部分的平均粒径在50纳米至150纳米之间，粗颗粒部分的平均粒径在200纳米至700纳米之间，所述水性聚氨酯分散体固含量≥50%，粘度为1mPa.s～1500mPa.s；

所述分散体按重量百分比计，由10wt%～50wt%聚氨酯分散物I和50wt%～90wt%聚氨酯分散物II组成；

聚氨酯分散物I按重量百分比计，包含

I.1为10～35wt%的多异氰酸酯，

I.2为50～87wt%的分子量为500至6000的聚合物多元醇，OH基官能度为1.5-6，

I.3为0～10wt%的分子量为32至400的多元醇和/或多元胺，

I.4为 2～10wt%的离子型、非离子型、潜离子型，且含有异氰酸酯-活性基团的亲水化合物中的一种或几种，

I.5为0～10wt%的一元醇或一元胺；

聚氨酯分散物II按重量百分比计，包含

II.1为 10～35wt%的多异氰酸酯，

II.2为50～87wt%的分子量为500至6000的聚合物多元醇，OH基官能度为1.5-6，

II.3为 0～10wt%的分子量为32至400的多元醇和/或多元胺，

II.4为 0.5～2wt%的离子型或潜离子型，且含有异氰酸酯-活性基团的亲水化合物中的一种或几种，

II.5为 0～10wt%的一元醇或一元胺。

2.按权利要求1所述的高固含水性聚氨酯分散体，其特征在于：所述分散体固体含量在50wt%～65wt%之间。

3.按权利要求1所述的高固含水性聚氨酯分散体，其特征在于：所述多异氰酸酯为NCO官能度≥2的芳族、芳脂族、脂族或脂环族多异氰酸酯；

所述聚合物多元醇为聚酯多元醇、聚丙烯酸酯多元醇、聚氨酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚醚多元醇、生物质多元醇、苯酚-甲醛树脂中的一种或几种；

所述多元醇和/或多元胺为分子量为32至400，包含脂族、脂环族或芳族基团的醇和/或胺；

所述离子或潜离子型亲水化合物为含有至少一个异氰酸酯-活性基团、并且具有至少一个-COOY、SO₃Y、-PO(OY)₂的官能团，其中Y为H、NH₄ ⁺或金属阳离子。

4.一种按权利要求1所述的高固含水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于：

A）制备聚氨酯分散物I，按上述比例将I.1、I.2、 I.3、 I.4和 I.5混合反应，颗粒平均粒径在50纳米至150纳米的聚氨酯分散物；

B）制备聚氨酯分散物II，按上述比例将II.1、II.2、II.3、II.4和II.5混合反应，颗粒平均粒径在200纳米至700纳米之间的聚氨酯分散物；

C）将聚氨酯分散物I及聚氨酯分散物II混合，然后真空脱溶剂得到所述的水性聚氨酯分散体。

5.一种权利要求1的高固含水性聚氨酯分散体的应用，其特征在于：所述水性聚氨酯分散体作为生产柔性基材的涂层剂及粘合剂的应用。

6.按权利要求5所述的高固含水性聚氨酯分散体的应用，其特征在于：所述基材为柔性基材，柔性基材为织物、皮革或纸。