CN109851748B - 磺酸型水性聚氨酯及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磺酸型水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：将木质素、二乙烯三胺和甲醛在60‑90℃下反应，得到胺化改性木质素；然后将胺化改性木质素与甲醛和亚硫酸盐在水中反应，得到胺化改性木质素磺酸盐的水溶液；将聚醚多元醇或聚酯多元醇和二异氰酸酯进行预聚反应，得到预聚体；将预聚体与亲水扩链剂在有机溶剂中反应生成聚氨酯高聚物；将聚氨酯高聚物与胺化改性木质素磺酸盐的水溶液混合后，发生乳化反应，得到磺酸型水性聚氨酯。本发明的磺酸型水性聚氨酯可作为胶黏剂使用。本发明的制备方法既可以减少木质素污染问题，又可以提高或者至少不降低聚氨酯胶黏剂性能。

Description

磺酸型水性聚氨酯及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及聚氨酯合成技术领域，尤其涉及一种磺酸型水性聚氨酯及其制备方法和应用。

背景技术

有机溶剂型聚氨酯胶黏剂含有可挥发性有机物即VOC会对环境造成一定的污染，随着人们环保意识的日益增强，它的使用受到了越来越大的限制，于是开发高效环保的水性聚氨酯胶黏剂就是目前至关紧要的一个课题。与传统溶剂型胶黏剂相比，水性聚氨酯胶黏剂以水为分散剂，具有无VOC挥发、低毒、低味、低污染等优点，因此受到人们的青睐。然而目前市面上的水性聚氨酯胶黏剂还有许多不足之处，用羧酸盐改性的水性聚氨酯胶黏剂存在着固含量低、粘度大、力学性能差、结晶性差等缺点，不能满足现代制鞋工业对高性能环保水性胶黏剂的要求，而磺酸型水性聚氨酯(WPU)存在着成本高的缺点，不能广泛大规模地应用于制鞋工业中。

木质素是自然界里第三大含量的天然有机物质，然而由于使用方式匮乏，大自然的这一馈赠被人类大量浪费。目前的问题不仅仅是浪费，还有更严重的，那就是木质素对环境的污染。一般进入环境的木质素主要包含两种类型：木材水解产生的木质素和造纸业产生的木质素。国外主要用木材造纸，废液回收提取木质素燃烧放热得到利用，国内废水中的木质素很难处理，造成污染。

此外，用水性聚氨酯胶黏剂替代有机溶剂型聚氨酯胶黏剂已成为目前我国制鞋业刻不容缓的首要任务。为了应对鞋用水性聚氨酯胶黏剂需求量的大幅增加，市场上出现了鞋用水性聚氨酯胶黏剂产品，但目前的鞋用水性聚氨酯胶黏剂多以羧酸盐型为主，因其固含量低、粘接性能较差而不能被用户所接受。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种磺酸型水性聚氨酯及其制备方法和应用，本发明的制备方法既可以减少木质素污染问题，又可以提高或者至少不降低聚氨酯胶黏剂性能。

本发明的第一个目的是提供一种磺酸型水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：

(1)将木质素、二乙烯三胺和甲醛在水中反应4-8h(优选为6h)，反应温度为60-90℃(优选为75℃)，得到胺化改性木质素；然后将所述胺化改性木质素与甲醛和亚硫酸盐在水中反应5-6h(优选为6h)，反应温度为80-90℃(优选为85℃)，得到胺化改性木质素磺酸盐的水溶液；

(2)将聚醚多元醇或聚酯多元醇和二异氰酸酯在70-80℃(优选为70℃)以及无水条件下在有机溶剂中进行预聚反应，得到预聚体；将所述预聚体与亲水扩链剂在有机溶剂中反应生成聚氨酯高聚物，反应温度为60-65℃，时间为60-70min；

其中，步骤(1)和步骤(2)没有先后顺序；

(3)将所述聚氨酯高聚物与所述胺化改性木质素磺酸盐的水溶液混合后，在搅拌条件下在60-65℃下发生乳化反应，得到所述磺酸型水性聚氨酯。

进一步地，在步骤(1)中，所述木质素、二乙烯三胺和甲醛的摩尔比为1:1:1-1.5(优选为1:1:1.2)。

进一步地，在步骤(2)中，所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯和四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种。优选地，二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。

进一步地，在步骤(2)中，所述聚醚多元醇或聚酯多元醇为聚乙二醇(PEG)、聚氧化丙烯二醇(PPG)、聚醚三醇、聚四氢呋喃二醇(PTHF)、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇酯-1,4-丁二醇酯二醇、聚己二酸蓖麻油酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯二醇和聚丙烯酸酯多元醇中的一种或几种。

进一步地，聚醚多元醇优选为PEG，PEG的分子量为400-2000g/mol；优选为600g/mol。

进一步地，在步骤(2)中，所述亲水扩链剂为羧酸型亲水扩链剂或磺酸型亲水扩链剂。

进一步地，在步骤(2)中，所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸(DMPA)、二羟甲基乙酸、二羟甲基丁酸(DMBA)、二羟甲基丁二酸、羟基新戊酸、1,4-丁二醇-2-磺酸钠、乙二胺基乙磺酸钠和2,4-二氨基苯磺酸钠中的一种或几种。

进一步地，在步骤(2)中，所述聚醚多元醇或聚酯多元醇中的羟基和二异氰酸酯中的异氰酸酯基的摩尔比为1:1.4-1:1.8。

进一步地，在步骤(2)中，所述亲水扩链剂占预聚体质量的1.8％-2.0％(优选为1.81％)。

进一步地，在步骤(3)中，所述胺化改性木质素磺酸盐占聚氨酯高聚物质量的7-8％(优选为7.75％)。

进一步地，在步骤(3)中，还包括加入有机溶剂降低所述聚氨酯高聚物黏度的步骤。

本发明的第二个目的是提供一种上述方法所制备的磺酸型水性聚氨酯。

本发明的第三个目的是要求保护上述磺酸型水性聚氨酯作为胶黏剂的应用。

本发明首先采用农业废弃物木质素为原料，合成含有多个胺基的磺酸盐用作聚氨酯的改性剂，通过对木质素改性条件的控制，获得含氮量较高的改性木质素和水性较好的磺化程度。其次采用亲水性改性剂(胺化改性木质素磺酸盐)用来改性水性聚氨酯，同时部分取代聚醚多元醇参与大分子反应制备聚氨酯。因为胺化改性木质素磺酸盐是一种含强酸强碱盐基团的高分子，离子化强度较高，故制备出高固含量、综合性能较好的木质素改性磺酸盐型聚氨酯，并可将其作为乳液胶黏剂。

在步骤(1)中，木质素的改性包括两部分，胺化反应和磺化反应，由于胺基是给电子基团，使得苯环活化，这样就可以使磺化反应变容易，所以改性顺序为先胺化再磺化。木质素作为天然有机高分子，分子质量大，含有的羟基不足以使其具有亲水性，因而很难溶解于水中。增加木质素亲水性的方法就是通过木质素可以发生的有机反应改性，在木质素分子上引入亲水性的基团。同时，要使之参与与异氰酸根的反应，需引入活波氢，胺基的引入可以实现这一目的。

在步骤(1)中，本发明采用曼尼希反应的方法，在木质素上引入脂肪胺基团，制备胺化改性木质素。木质素、二乙烯三胺和甲醛进行曼尼希反应，反应的第一步是二乙烯三胺与甲醛反应，这一步反应主要是生成碳正离子，反应的第二步是第一步生成的碳正离子进攻木质素分子中苯环酚羟基的邻位碳原子，这一步主要发生了发生缩合反应，反应原理如图1所示。然后用磺甲基化反应对胺化改性木质素进行磺化改性，得到具有胺基和磺酸根的胺化改性木质素磺酸盐。反应原理如图2所示。

在步骤(2)中，聚醚二元醇与二异氰酸酯的预聚反应的原理如图3所示。得到的预聚体与亲水扩链剂反应，亲水扩链剂能与聚氨酯预聚体的异氰酸根反应，提高聚氨酯预聚体的分子量，同时亲水扩链剂含有亲水基团，也提高了聚氨酯的亲水性，以DMPA为例，扩链反应的机理如图4所示。

在步骤(3)中，扩链结束后的聚氨酯高聚物，能继续与改性木质素磺酸盐中的胺基活波氢发生反应，提高分子量。同时，在硬段部分引入了亲水性的磺酸盐。大分子反应过程中，在不加外乳化剂的条件下通过高速分散变成乳液，水作为连续相，聚氨酯高聚物作为分散相，聚氨酯里的磺酸根、羧酸根作为亲水头与水相相接触，聚氨酯的其余部分作为疏水尾被包在乳胶球里，反应机理如图5所示。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

1)充分利用了木质素里的活泼氢设计了曼尼希反应，实现在木质素分子上同时添加了能参与聚氨酯反应的胺基及亲水基团磺酸根，为后续聚氨酯的合成与改性提供了条件；

2)在聚合过程中，引入了自制的改性木质素，既提供了亲水性的基团，又部分替代了聚醚多元醇的原料，合成了水性聚氨酯。本发明的制备方法既可以减少木质素污染问题，又可以提高或者至少不降低聚氨酯胶黏剂性能。

3)本发明的水性聚氨酯作为胶黏剂使用时，其剥离强度可达4.18kN/m，符合国标GB19340《鞋和箱包用胶黏剂》中对剥离强度的要求。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明电曼尼希反应的原理图；

图2是本发明胺化改性木质素进行磺化改性的反应原理图；

图3是本发明预聚反应的原理图；

图4是本发明扩链反应的原理图；

图5是本发明聚氨酯高聚物与改性木质素磺酸盐反应的原理图；

图6是本实施例制备的磺酸型水性聚氨酯的红外表征结果。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明以下实施例中，

1)木质素的胺化程度先用Kjeldahl定氮法测量氮含量。

2)-NCO含量的测定按照中华人民共和国化工行业标准《HG/T2409－92聚氨酯预聚体中异氰酸酯基含量的测定》来测定聚氨酯乳液合成过程中－NCO的含量。

3)固含量，先将锡纸折为一个凹槽，用分析天平称重折好的锡纸槽，记录质量为W，然后称取质量为W₁的样品于锡纸槽中，在120℃下干燥24h，冷却至室温后称重至重量不再变化，记为W₂，乳液固含量即可计算得到，乳液固含量＝(W₂-W)/W₁·l00％。

4)红外光谱分析(FTIR)采用美国赛默飞世尔科技公司的NicoletiS50FT-IR型傅立叶红外光谱仪进行分析，测定范围为400-4000cm^-1。

5)表观粘度按照国标《GB/T2794-1995胶黏剂粘度的测定》测定聚氨酯乳液的粘度.测试仪器为德国Brabender公司生产的803200型快速粘度仪。

6)粒径及其分布的测定是将聚氨酯乳液稀释到一定浓度，用超声波清洗器震荡10min，然后在25℃下用美国布鲁克海文公司生产的ZetaPALS型粒度分析仪测定。

7)分子量的测定是用四氢呋喃溶解少量乳液，采用美国沃特世公司的LCZ/2690XE/996型液相色谱质谱联用仪。

8)拉伸强度和断裂伸长率的测定是裁取10mm×50mm胶膜样条，采用美国英斯特朗公司生产的3385H型电子拉力机，参照《GB/T528-1998》测定，拉伸速率为200mm/min。

9)剥离强度，将一定质量的聚氨酯乳液均匀涂于PVC革表面，热处理10min，然后用一定压力热压20s，放置5min后，采用美国英斯特朗公司生产的3385H型电子拉力机，参照《GB/T528-1998》测定，拉伸速率为100mm/min。

10)耐水性分析

胶膜尺寸：30mm×30mm，温度：室温，浸泡时长：24h。

式中，m表示浸泡开始前胶膜的质量，m₀表示浸泡结束后胶膜的质量。

实施例1

以木质素、二乙烯三胺、甲醛溶液、无水亚硫酸钠为原料，胺化改性木质素磺酸盐的制备方法如下：

1)称取木质素于反应容器中，加适量水溶解，在恒温数显水浴锅中搅拌加热；

2)待木质素彻底溶解后，一次性加入计量的二乙烯三胺并继续搅拌；

3)待搅拌均匀后，用恒压漏斗将计量的甲醛溶液滴加到混合液中并不断搅拌，以便反应物混合均匀；

4)在80℃下反应一定时间(4h、5h、6h、7h或8h)即得胺化改性木质素；

5)将胺化改性木质素加入计量的甲醛溶液和无水亚硫酸钠，继续搅拌加热，85℃反应6h，即得胺化改性木质素磺酸盐。

其中，木质素、二乙烯三胺、甲醛的摩尔比为1:1:1.2。

采用Kjeldahl定氮法测量氮含量，即可知木质素的胺化程度，测定步骤4)反应时间对产物胺化改性木质素含氮量的影响，结果如表1所示。

表1反应时间的影响

由表格可以看出，在一定温度与物料配比下，随着反应时间的延长，产物的氮含量升高，当反应进行到6h的时候，改性产物已经有了较高的含氮量，高达5.51％，此时曼尼希反应达到了一个饱和，再延长时间对提高产物含氮量影响不大，变化已经不显著。所以反应时间应为6h，此时胺化程度较好且有效提高制备效率。

实施例2

按照实施例1的方法制备胺化改性木质素磺酸盐，不同之处在于，在步骤4)中，反应时间为6h，反应温度分别为45℃、60℃、75℃、90℃。对以上制备的胺化改性木质素磺酸盐，测量对应产物含氮量，结果如表2所示。由表2可知，提升温度能有效地提高产物的含氮量，从低温到高温的过程中产物含氮量有了显著提升，但当温度超过75℃之后，继续升温带来的产物含氮量提高已经不明显，且提高温度导致能耗增加，所以选择反应温度最佳为75℃。出现这一现象的原因是化学反应的热力学与动力学问题，提高温度会加速反应的进行，使得在相同时间内有更多的原料参与反应，而升温并不能改变化学反应的平衡点，所以这一现象可以解释为低温反应6h反应未达到平衡点，而高温下反应6h平衡已经达成而不会超过平衡点。

表2反应温度的影响

实施例3

按照实施例1的方法制备胺化改性木质素磺酸盐，不同之处在于，木质素、二乙烯三胺、甲醛的摩尔比为1:1:0.5、1:1:1、1:1:1.2、1:1:1.5；步骤4)中，反应温度为75℃，反应时间为6h。改变反应原料配比，产物含氮量的测定结果见表3。

表3投料比的影响

由表格3可以看出，在甲醛稍稍过量的条件下(控制二乙烯三胺：甲醛＝1:1.2)进行反应，二乙烯三胺的转化率即可得到一个很高的结果，若再增大甲醛的用量，对提高产物的含氮量没有多大意义反而造成原料的浪费，而且会加剧木质素分子之间的交联，所以选定的最佳原料配比为木质素：二乙烯三胺：甲醛＝1:1:1.2进行反应。出现这一现象的原因是化学反应平衡问题，增加反应物浓度能够增加反应程度，使平衡向正反应方向移动，但是其余反应物会限制平衡的移动。

因此，木质素的胺化反应中，为了尽可能提高胺化程度，同时考虑到成本问题，最终选定的改性条件为：反应时间6h，反应温度75℃，反应配比(木质素：二乙烯三胺：甲醛)1:1:1.2。

实施例4

采用聚醚多元醇(PEG600)和二异氰酸酯(异佛尔酮二异氰酸酯)为原料，以二羟甲基丙酸为亲水扩链剂，以胺化木质素磺酸盐为亲水改性剂，进行了聚氨酯的制备，实验步骤如下：

1)称量计量的PEG600于容器中，放在烘箱内烘干2h，在60℃的温度下使水份尽可能的烘干蒸发；

2)将反应器、搅拌棒、冷凝管等实验仪器放入烘箱，60℃的温度下烘干2h，之后按实验要求把实验装置搭建好，将12g烘干过的PEG600加入反应器中，再称量2g的IPDI加入反应器中(IPDI与PEG600反应时NCO/OH的值设定为1.8)，水浴加热，控温(60℃、70℃、80℃或90℃)搅拌进行预聚反应，得到预聚体。

测定不同预聚温度下预聚体的分子量，结果如表4所示。

表4预聚温度的影响

从表可以看出，当预聚温度较高(如90℃)会导致预聚阶段反应速度过快，反应异常剧烈，体系粘度增长过快，且较高的反应温度可能会引发较多副反应发生.当预聚温度较低时(如60℃)会导致预聚反应较慢，虽然表观上反应较平稳，但实际上过低的温度导致预聚反应不彻底，分子量相对较大的聚醚二元醇较多未参与反应，在后期的反应中将更难参与反应，导致有大量-NCO基团残留，乳化时过多的-NCO基团除了与乙二胺反应外，还与水反应，使体系交联密度增大，导致乳化困难而产生部分结块；且反应过程中生成CO₂，有大量气泡逸出.从预聚体的分子量来看，随着温度的升高，预聚体的分子量逐渐增大，这是因为预聚体分子主要是有聚酯二元醇与二异氰酸酯反应生成的，而随着温度的升高，聚酯二元醇和二异氰酸酯的反应加快，转化率变大，从而使得分子量逐渐增大。

因此，聚氨酯预聚阶段的反应中，为了提高分子量，又不致使粘度过大导致反应失控，预聚反应的最佳反应温度为70℃。

实施例5

按照实施例4的方法，在70℃下制备出预聚体，然后将计量的水性扩链剂DMPA溶于DMF，再将DMPA的DMF溶液添加到反应容器中，添加完毕后控制温度为60-65℃，时间为60-70min进行反应。然后加入乙酸乙酯降粘，将胺化改性木质素磺酸钠配置成水溶液，将该水溶液一次性加入反应容器中，反应一段时间，观察反应容器中液体情况。调节电动搅拌机转速，边均匀搅拌边加入去离子水，乳化一定时间，即可得到含有木质素改性磺酸盐型聚氨酯乳液。将得到的上述乳液用旋转蒸发仪蒸发，即可得到不含有机溶剂的磺酸型水性聚氨酯的乳液。

本实施例在不同的DMPA与胺化改性木质素磺酸盐用量下制备了一系列磺酸型水性聚氨酯的乳液，计算这不同编号聚氨酯的DMPA和改性木质素用量的质量分数如表5所示，并对乳液外观、稳定性、胶膜性能等进行了研究，其结果如表6所示。

由表可知，随着胺化改性木质素磺酸盐用量的增加，乳液的稳定性逐渐降低，胶膜也逐渐变脆。这是因为，当胺化改性木质素磺酸盐用量提高时，虽然接入到聚氨酯分子中的亲水性基团-SO₃ ^-变多有助于提高聚氨酯亲水性，但是木质素分子的苯环结构使得改性变大，难以充分稳定分散于水中，容易导致乳液静置分层产生沉淀层，储存稳定性不好，形成的胶膜易裂开成粉块状。

表5 DMPA与胺化改性木质素磺酸盐用量的质量分数

表6 DMPA与胺化改性木质素磺酸盐用量对聚氨酯乳液的影响

因此，在保证R值(IPDI与PEG600反应时NCO/OH的值)不改变的情况下，胺化改性木质素磺酸盐的质量占比为聚氨酯的7.75％时，可得到稳定性较好的聚氨酯乳液，其所成胶膜外观及硬度均较好。

图6是本实施例制备的磺酸型水性聚氨酯的红外表征结果，在3448cm^-1处出现N-H的伸缩振动吸收峰，在1701cm^-1处出现氨基甲酸酯基与羧基重叠的C＝O特征吸收峰，在1469cm^-1处出现N-H的弯曲振动吸收峰，1242cm^-1处出现C-O的振动吸收峰，1120cm^-1处出现C-O-C的特征吸收峰，以上特征峰证实体系中生成了氨基甲酸酯基；在937cm^-1处出现磺酸基的特征吸收峰，该峰证实体系中含有磺酸基；在1444cm^-1处出现羧基的特征吸收峰，该峰证实体系中含有羧基；2200cm^-1-2300cm^-1区间内未出现-NCO的伸缩振动吸收峰，这证实多异氰酸酯原料已基本无剩余。综上所述，本发明成功合成了磺酸型水性聚氨酯。

将本实施例制备的磺酸型水性聚氨酯成膜后制备成胶膜，作为胶黏剂使用，根据国标GB19340《鞋和箱包用胶黏剂》的描述，对剥离强度进行了测试，测试结果如表7所示。

表7剥离强度的分析

此外，对胶膜的拉伸强度、断裂伸长率进行测试，结果如表8所示。从结果可以看出，胶膜的拉伸强度和断裂伸长率会随着DMPA含量的降低而对应降低，原因是木质素改性剂含有较多苯环结构，能够为聚氨酯提供较强的刚性，但对其韧性起到了一定的减弱作用，所以木质素添加比例要进行控制，不是越高越好。

表8拉伸强度的分析

分别测试乳液的固含量和粘度，并测试了胶膜的吸水率，测试结果如表9所示。结果表明，本发明制得的四个样品均有较高的固含量，而粘度和吸水率这两项中，WPU2也能保持在一个比较好的范围内。

表9固含量、粘度与吸水率

分别测试上述制备的几种乳液的粒径，结果如表10所示。由表格10可以得出，随着木质素改性剂用量的提高，粒径在逐渐地增大，从93.8nm增加到103.6nm，这是因为刚性的木质素结构不利于乳胶粒子的变形，使之不能更好地分散成小的粒子。

表10粒径分析结果

本发明在制备磺酸型水性聚氨酯时，二异氰酸酯可以从异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯和四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中进行选择。优选地，二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。

多元醇可以选择聚醚多元醇或聚酯多元醇，如聚乙二醇(PEG)、聚氧化丙烯二醇(PPG)、聚醚三醇、聚四氢呋喃二醇(PTHF)、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇酯-1,4-丁二醇酯二醇、聚己二酸蓖麻油酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯二醇和聚丙烯酸酯多元醇中的一种或几种。

亲水扩链剂可从二羟甲基丙酸(DMPA)、二羟甲基乙酸、二羟甲基丁酸(DMBA)、二羟甲基丁二酸、羟基新戊酸、1,4-丁二醇-2-磺酸钠、乙二胺基乙磺酸钠和2,4-二氨基苯磺酸钠中的一种或几种中进行选择。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.磺酸型水性聚氨酯作为胶黏剂的应用，其特征在于，所述磺酸型水性聚氨酯的制备方法包括以下步骤：

(1)将木质素、二乙烯三胺和甲醛在水中反应4-8h，反应温度为60-90℃，得到胺化改性木质素；然后将所述胺化改性木质素与甲醛和亚硫酸盐在水中反应5-6h，反应温度为80-90℃，得到胺化改性木质素磺酸盐的水溶液；

(2)将聚醚多元醇或聚酯多元醇和二异氰酸酯在70-80℃以及无水条件下在有机溶剂中进行预聚反应，得到预聚体；将所述预聚体与亲水扩链剂在有机溶剂中反应生成聚氨酯高聚物，反应温度为60-65℃，时间为60-70min；

其中，步骤(1)和步骤(2)没有先后顺序；

(3)将所述聚氨酯高聚物与所述胺化改性木质素磺酸盐的水溶液混合后，所述胺化改性木质素磺酸盐占聚氨酯高聚物质量的7-8％，在搅拌条件下在60-65℃下发生乳化反应，得到所述磺酸型水性聚氨酯。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：在步骤(1)中，所述木质素、二乙烯三胺和甲醛的摩尔比为1:1:1-1.5。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：在步骤(2)中，所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯和四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：在步骤(2)中，所述聚醚多元醇或聚酯多元醇为聚乙二醇、聚氧化丙烯二醇、聚醚三醇、聚四氢呋喃二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇酯-1,4-丁二醇酯二醇、聚己二酸蓖麻油酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯二醇和聚丙烯酸酯多元醇中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：在步骤(2)中，所述亲水扩链剂为羧酸型亲水扩链剂和/或磺酸型亲水扩链剂。

6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：在步骤(2)中，所述聚醚多元醇或聚酯多元醇中的羟基和二异氰酸酯中的异氰酸酯基的摩尔比为1:1.4-1:1.8。

7.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：在步骤(2)中，所述亲水扩链剂占预聚体质量的1.8％-2.0％。

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