CN112225858A - 一种超支化水性聚氨酯固-固相变材料及其制备方法 - Google Patents

一种超支化水性聚氨酯固-固相变材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112225858A
CN112225858A CN202010981758.3A CN202010981758A CN112225858A CN 112225858 A CN112225858 A CN 112225858A CN 202010981758 A CN202010981758 A CN 202010981758A CN 112225858 A CN112225858 A CN 112225858A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stirring
hyperbranched
parts
weighed
phase change
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
Application number
CN202010981758.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112225858B (zh
Inventor
周建华
刘庚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi University of Science and Technology
Original Assignee
Shaanxi University of Science and Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaanxi University of Science and Technology filed Critical Shaanxi University of Science and Technology
Priority to CN202010981758.3A priority Critical patent/CN112225858B/zh
Publication of CN112225858A publication Critical patent/CN112225858A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112225858B publication Critical patent/CN112225858B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4833—Polyethers containing oxyethylene units
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C08G18/667—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6674—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C08G18/667—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6674—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203
    • C08G18/6677—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203 having at least three hydroxy groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C08G18/6692—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/34
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/564—Polyureas, polyurethanes or other polymers having ureide or urethane links; Precondensation products forming them
    • D06M15/568—Reaction products of isocyanates with polyethers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

一种超支化水性聚氨酯固‑固相变材料的制备方法，包括：按照质量百分比分别称取如下原料：聚乙二醇、多异氰酸酯、亲水扩链剂、三元醇、中和剂、水；将称取的多异氰酸酯添加到聚乙二醇中，经搅拌后得到‑NCO封端的预聚体；将称取的亲水扩链剂添加到‑NCO封端的预聚体中，经搅拌后得到亲水扩链混合物料；将称取的三元醇添加到亲水扩链混合物料中，经搅拌后得到超支化结构混合物料；将称取的中和剂添加到超支化结构混合物料经搅拌得到中和后的超支化结构混合物；将称取的水添加到中和后的超支化结构混合物中，经搅拌均匀后得到超支化水性聚氨酯固‑固相变材料。本发明的制备方法能得到调温性能良好的超支化水性聚氨酯固‑固相变材料。

Description

一种超支化水性聚氨酯固-固相变材料及其制备方法
技术领域
本发明属于材料制备方法技术领域，具体涉及一种超支化水性聚氨酯固-固相变材料的制备方法。
背景技术
相变材料是指在发生物相转化过程中吸收或释放相变热，从而储存能量和调节控制环境温度的物质。相变材料按相态可分为固-液、固-固、固-气、液-气4种。目前，国内外对相变材料的研究主要集中于固-液和固-固两种相变材料。然而，固-液相变材料在熔融温度以上存在易泄漏、体积变化大等缺点，应用上受到极大限制。与固-液相变材料相比，聚氨酯固-固相变材料有其自身的优势：1）当相变材料处于熔融温度以上体积变化小且不易泄漏，使用过程安全；2）可实现相变材料的相变焓和相变温度范围调节；3）聚氨酯材料本身具有优异的加工性能，利用其可以制备出各种各样的聚氨酯固-固相变材料。因此，在建筑、纺织、太阳能储能等等领域具有重要的应用前景。
目前，聚氨酯固-固相变材料的制备主要存在结合相变单元少的问题。为了解决这一问题，寻找相变焓高的聚氨酯固-固相变材料制备方法成为研究重点。
发明内容
超支化聚氨酯分子表面有很高的官能度，富集了大量的活性端基，可以结合更多的相变单元。由于支化程度高，超支化水性聚氨酯固-固相变材料粘度低、无链缠绕、不易结晶，因而溶解性、相容性大大提高，而且其分子结构比同分子量的线型大分子紧凑(较低的流体力学半径和均方回转半径)，分子链间难以发生缠结，即使在相对分子量增加或浓度增高时，体系仍能保持较低的粘度。故采用双单体法制备的超支化水性聚氨酯固-固相变可以有效解决体系中粘度过大、结合相变单元少的问题。
本发明的目的在于提供一种制备超支化水性聚氨酯固-固相变材料的方法，采用双单体法，以聚乙二醇为相变材料与多异氰酸酯合成-NCO封端的预聚体，与三元醇反应制备超支化水性聚氨酯固-固相变材料，由于异氰酸酯基团的活性较高，交联程度过高，所以在以往的交联反应过程中极易产生凝胶，所以我们通过采用将B3单体溶于试剂中缓慢加入体系，可有效地避免体系凝胶，所制备的超支化水性聚氨酯固-固相变材料具有良好的贮存稳定性和调温性。应用于织物整理中，可赋予织物良好的储热调温性能。
本发明所采用的技术方案是，利用双单体法制备超支化水性聚氨酯固-固相变材料，具体按照以下步骤实施：
步骤1、按照质量计分别称取如下原料：
聚乙二醇50份~70份，多异氰酸酯5份~12份，亲水扩链剂2份~5份，三元醇1份~8份，中和剂2份~5份，水30份~70份。以上组分的含量总和为100份。
步骤2、将步骤1中称取的多异氰酸酯添加到聚乙二醇中，经搅拌后得到-NCO封端的预聚体；
步骤3、步骤1中称取的亲水扩链剂添加到经步骤2得到的-NCO封端的预聚体中，经搅拌后得到亲水扩链混合物料；
步骤4、将步骤1中称取的三元醇添加到经步骤3得到的亲水扩链混合物料中，经搅拌后得到超支化结构混合物料；
步骤5、将步骤1中称取的中和剂添加到经步骤4得到的超支化结构混合物料，经搅拌后得到中和后的超支化结构混合物；
步骤6、将步骤1中称取的水添加到经步骤5得到的中和后的超支化结构混合物中，经搅拌后得到超支化水性聚氨酯固-固相变材料。
本发明的特点还在于：
聚乙二醇为聚乙二醇（2000）、聚乙二醇（4000）、聚乙二醇（6000）、聚乙二醇（8000）、聚乙二醇（10000）；
多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六次亚甲基二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯；
亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、1，2丙二醇-3-磺酸钠、1，4-丁二醇-2-磺酸钠；
三元醇为三羟甲基丙烷、间苯三酚、丙三醇；
中和剂为三乙胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、甲基丙烯酸N，N-二甲胺基乙酯丙烯酸甲酯、对N，N-二甲胺基苯甲酸异辛酯；
在步骤2中：温度控制在50℃~90℃，搅拌时间为0.5h~2.5h；
在步骤3中：温度控制在50℃~90℃，搅拌时间为0.5h~2.5h；
在步骤4中：温度控制在30℃~70℃，搅拌时间为1h~3h；
在步骤5中：温度控制在20℃~60℃，搅拌时间为1h~3h；
在步骤6中：温度控制在10℃~50℃，搅拌时间为0.5h~2.5h。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明超支化水性聚氨酯固-固相变材料的制备方法中，采用A2+B3法不但可以增强PCM与PU基体之间的热、机械和界面相互作用，另外，与线性结构相比超支化结构具有更大的空间，可以加入更多的PCM来增强相变性能，整理于织物中，可以赋予织物良好的储能调温性能。
（2）本发明超支化水性聚氨酯固-固相变材料的制备方法不仅具有安全环保的优点，而且结合了聚氨酯和聚乙二醇的两者的优点，提高了超支化水性聚氨酯固-固相变材料的调温储能效果，在织物整理上有广泛的应用前景。
附图说明
图1是本发明超支化水性聚氨酯固-固相变材料与普通线性PUPCM的DSC曲线比较。如图1所示，线型聚氨酯固-固相变材料的熔融焓和结晶焓分别为122.4 J/g和120.5 J/g，而超支化水性聚氨酯固-固相变材料的熔融焓和结晶焓明显提高，分别为164.7 J/g和154.9 J/g。故将超支化水性聚氨酯固-固相变应用于织物整理，可利用高的相变焓来赋予织物更好的调温性能。因此，研究超支化水性聚氨酯固-固相变材料的合成和性能具有重要的实际意义。
图2是本发明超支化水性聚氨酯固-固相变材料与普通线性PUPCM的调温测试结果，其中a为将织物置于高温条件后织物的时间-温度变化曲线，b为织物温度稳定后置于室温自然降温的时间-温度变化曲线。如图2所示，在升温曲线（a）中，未整理的织物升温速率明显高于超支化水性聚氨酯固-固相变材料整理后的织物，且在熔融温度范围内，温差最高为16℃左右；在降温曲线（b）中，未整理的织物降温速率明显高于超支化水性聚氨酯固-固相变材料整理后的织物，且在结晶温度范围内，温差最高约为6℃左右。表明超支化水性聚氨酯固-固相变材料在皮革、织物、涂料等领域具有较为广泛的用途。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种超支化水性聚氨酯固-固相变材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1具体按照质量份分别称取如下原料：
聚乙二醇50份~70份，多异氰酸酯5份~12份，亲水扩链剂2份~5份，三元醇1份~8份，中和剂2份~5份，水20份~40份；
聚乙二醇为聚乙二醇（2000）、聚乙二醇（4000）、聚乙二醇（6000）、聚乙二醇（8000）、聚乙二醇（10000）；
多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六次亚甲基二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯；
亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、1，2丙二醇-3-磺酸钠、1，4-丁二醇-2-磺酸钠；
三元醇为三羟甲基丙烷、间苯三酚、丙三醇；
中和剂为三乙胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、甲基丙烯酸N，N-二甲胺基乙酯丙烯酸甲酯、对N，N-二甲胺基苯甲酸异辛酯；
步骤2具体按照以下步骤实施：
将步骤1中称取的多异氰酸酯添加到聚乙二醇中，经搅拌后得到-NCO封端的预聚体，其中，温度控制在搅拌50℃~90℃，搅拌时间为0.5h~2.5h；
步骤3具体按照以下步骤实施：
将步骤1中称取的亲水扩链剂添加到经步骤2得到的-NCO封端的预聚体中，经搅拌后得到亲水扩链混合物料，其中，温度控制在50℃~90℃，搅拌时间为0.5h~2.5h；
步骤4具体按照以下步骤实施：
将步骤1中称取的三元醇添加到经步骤3得到的亲水扩链混合物料中，经搅拌后得到超支化结构混合物料，其中，温度控制在30℃~70℃，搅拌时间为1h~3h；
步骤5具体按照以下步骤实施：
将步骤1中称取的中和剂添加到经步骤4得到的超支化结构混合物料，经搅拌得到中和后的超支化结构混合物料，其中，温度控制在20℃~50℃，搅拌时间为1h~3h；
步骤6具体按照以下步骤实施：
将步骤1中称取的水添加到经步骤5得到的中和后的超支化结构混合物料中，经搅拌得到超支化水性聚氨酯固-固相变材料，温度控制在10℃~50℃，搅拌时间为0.5h~2.5h。
实施例1
按照质量百分比分别称取如下原料：
聚乙二醇（2000）50%，二羟甲基丙酸2%，二苯基甲烷二异氰酸酯12%， 三羟甲基丙烷4%，三乙胺2%，水30%，以上组分的含量总和为100%；
将称取的二苯基甲烷二异氰酸酯添加到聚乙二醇（2000）中，于50℃条件下搅拌0.5h，得到-NCO封端的预聚体；
将称取的二羟甲基丙酸添加到-NCO封端的预聚体中，于50℃条件下搅拌0.5h，得到亲水扩链混合物料；
将称取的三羟甲基丙烷添加到亲水扩链混合物料，于30℃条件下搅拌1h，得到超支化结构混合物料；
将称取的三乙胺添加到超支化结构混合物料中，于20℃条件下搅拌1h，得到中和后的超支化结构混合物料；
将称取的水添加到中和后的超支化结构混合物料中，于10℃条件下高速搅拌0.5h，得到超支化水性聚氨酯固-固相变材料；
实施例2
按照质量百分比分别称取如下原料：
聚乙二醇（4000）55%，二羟甲基丁酸2%，异佛尔酮二异氰酸酯10%， 间苯三酚1%，三乙醇胺2%，水30%，以上组分的含量总和为100%；
将称取的异佛尔酮二异氰酸酯添加到聚乙二醇（4000）中，于60℃条件下搅拌1h，得到-NCO封端的预聚体；
将称取的二羟甲基丁酸添加到-NCO封端的预聚体中，于60℃条件下搅拌1h，得到亲水扩链混合物料；
将称取的间苯三酚添加到亲水扩链混合物料，于40℃条件下搅拌1.5h，得到超支化结构混合物料；
将称取的三乙醇胺添加到超支化结构混合物料中，于30℃条件下搅拌1.5h，得到中和后的超支化结构混合物料；
将称取的水添加到中和后的超支化结构混合物料中，于20℃条件下高速搅拌1h，得到超支化水性聚氨酯固-固相变材料。
实施例3
按照质量百分比分别称取如下原料：
聚乙二醇（6000）60%，1，2丙二醇-3-磺酸钠3%，六次亚甲基二异氰酸酯5%，丙三醇2%，N-甲基二乙醇胺2%，水28%，以上组分的含量总和为100%；
将称取的六次亚甲基二异氰酸酯添加到聚乙二醇（6000）中，于70℃条件下搅拌1.5h，得到-NCO封端的预聚体；
将称取的二羟甲基丁酸添加到-NCO封端的预聚体中，于70℃条件下搅拌1.5h，得到亲水扩链混合物料；
将称取的丙三醇添加到亲水扩链混合物料，于50℃条件下搅拌2h，得到超支化结构混合物料；
将称取的N-甲基二乙醇胺添加到超支化结构混合物料中，于40℃条件下搅拌2h，得到中和后的超支化结构混合物料；
将称取的水添加到中和后的超支化结构混合物料中，于30℃条件下高速搅拌1.5h，得到超支化水性聚氨酯固-固相变材料。
实施例4
按照质量百分比分别称取如下原料：
聚乙二醇（8000）65%，1，4-丁二醇-2-磺酸钠3%，甲苯二异氰酸酯5%，间苯三酚2%，甲基丙烯酸N，N-二甲胺基乙酯丙烯酸甲酯2%，水23%，以上组分的含量总和为100%；
将称取的甲苯二异氰酸酯添加到聚乙二醇（8000）中，于80℃条件下搅拌2h，得到-NCO封端的预聚体；
将称取的1，4-丁二醇-2-磺酸钠添加到-NCO封端的预聚体中，于80℃条件下搅拌2h，得到亲水扩链混合物料；
将称取的间苯三酚添加到亲水扩链混合物料，于60℃条件下搅拌2.5h，得到超支化结构混合物料；
将称取的甲基丙烯酸N，N-二甲胺基乙酯丙烯酸甲酯添加到超支化结构混合物料中，于50℃条件下搅拌2.5h，得到中和后的超支化结构混合物料；
将称取的水添加到中和后的超支化结构混合物料中，于40℃条件下高速搅拌2h，得到超支化水性聚氨酯固-固相变材料。
实施例5
按照质量百分比分别称取如下原料：
聚乙二醇（10000）70%，二羟甲基丁酸2%，异佛尔酮二异氰酸酯5%，三羟甲基丙烷1%，对N，N-二甲胺基苯甲酸异辛酯2%，水20%，以上组分的含量总和为100%；
将称取的异佛尔酮二异氰酸酯添加到聚乙二醇（10000）中，于90℃条件下搅拌2.5h，得到-NCO封端的预聚体；
将称取的二羟甲基丁酸添加到-NCO封端的预聚体中，于80℃条件下搅拌2.5h，得到亲水扩链混合物料；
将称取的三羟甲基丙烷添加到亲水扩链混合物料，于70℃条件下搅拌3h，得到超支化结构混合物料；
将称取的对N，N-二甲胺基苯甲酸异辛酯添加到超支化结构混合物料中，于60℃条件下搅拌3h，得到中和后的超支化结构混合物；
将称取的水添加到中和后的超支化结构混合物料中，于50℃条件下高速搅拌2.5h，得到超支化水性聚氨酯固-固相变材料。

Claims (4)

1.一种超支化水性聚氨酯固-固相变材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按质量计，将5~12份的多异氰酸酯加入到50~70份的聚乙二醇中，搅拌反应，得到-NCO封端的预聚体；继续加入2~5份的亲水扩链剂，搅拌反应，得到亲水扩链混合物料；继续加入1~8份的三元醇，采用A2+B3法反应得到超支化结构混合物料；加入2~5份的中和剂充分混合后加入足量的水，后得到超支化水性聚氨酯固-固相变材料；
所述聚乙二醇的数均分子量为2000-10000；
所述多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六次亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中的一种或多种；
所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、1,2-丙二醇-3-磺酸钠、1,4-丁二醇-2-磺酸钠中的一种或多种；
所述三元醇为三羟甲基丙烷、间苯三酚、丙三醇中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中和剂为三乙胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、甲基丙烯酸N，N-二甲胺基乙酯丙烯酸甲酯、对N，N-二甲胺基苯甲酸异辛酯中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：按照质量计分别称取如下原料：
聚乙二醇50份~70份，多异氰酸酯5份~12份，亲水扩链剂2份~5份，三元醇1份~8份，中和剂2份~5份，水30份~70份；以上组分的含量总和为100份；
步骤2：将步骤1中称取的多异氰酸酯添加到聚乙二醇中，50℃~90℃搅拌0.5h~2.5h，得到-NCO封端的预聚体；
步骤3：步骤1中称取的亲水扩链剂添加到经步骤2得到的-NCO封端的预聚体中，50℃~90℃搅拌0.5h~2.5h，得到亲水扩链混合物料；
步骤4：将步骤1中称取的三元醇添加到经步骤3得到的亲水扩链混合物料中，30℃~70℃搅拌1h~3h，得到超支化结构混合物料；
步骤5：将步骤1中称取的中和剂添加到经步骤4得到的超支化结构混合物料中，20℃~60℃搅拌1h~3h，得到的中和后的超支化结构混合物料；
步骤6：将步骤1中称取的水添加到经步骤5得到的中和后的超支化结构混合物料中，10℃~50℃搅拌0.5h~2.5h，得到超支化水性聚氨酯固-固相变材料。
4.权利要求1-3任一项所述方法得到的超支化水性聚氨酯固-固相变材料。
CN202010981758.3A 2020-09-17 2020-09-17 一种超支化水性聚氨酯固-固相变材料及其制备方法 Active CN112225858B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010981758.3A CN112225858B (zh) 2020-09-17 2020-09-17 一种超支化水性聚氨酯固-固相变材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010981758.3A CN112225858B (zh) 2020-09-17 2020-09-17 一种超支化水性聚氨酯固-固相变材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112225858A true CN112225858A (zh) 2021-01-15
CN112225858B CN112225858B (zh) 2022-08-16

Family

ID=74107189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010981758.3A Active CN112225858B (zh) 2020-09-17 2020-09-17 一种超支化水性聚氨酯固-固相变材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112225858B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117659340A (zh) * 2024-01-31 2024-03-08 浙江梅盛新材料有限公司 一种超纤革用生物基水性聚氨酯及其制备方法和应用

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102504166A (zh) * 2011-10-12 2012-06-20 武汉海源九天新材料有限公司 超支化水性聚氨酯羟基组分的制备方法
CN102633977A (zh) * 2012-05-04 2012-08-15 苏州大学 一种防水透湿涂层胶、制备方法及其应用
CN103130977A (zh) * 2013-01-08 2013-06-05 厦门大学 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
CN104494247A (zh) * 2014-02-25 2015-04-08 秦皇岛出入境检验检疫局煤炭检测技术中心 一种汽车用轻质恒温相变储能层
CN107522841A (zh) * 2017-08-24 2017-12-29 温州大学 一种无溶剂法制备羧酸/磺酸混合型高固含量水性聚氨酯的方法
WO2018122827A1 (en) * 2017-01-02 2018-07-05 3Dbatteries Ltd. Energy storage devices and systems
CN109401513A (zh) * 2018-10-15 2019-03-01 刘鹏 一种高性能的纳米储能水性发光涂料
CN110669475A (zh) * 2019-09-12 2020-01-10 山东安冷新材料科技有限公司 一种固固相变材料及其制备方法
CN110746568A (zh) * 2019-11-07 2020-02-04 合肥工业大学 一种超支化水溶性聚氨酯及其制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102504166A (zh) * 2011-10-12 2012-06-20 武汉海源九天新材料有限公司 超支化水性聚氨酯羟基组分的制备方法
CN102633977A (zh) * 2012-05-04 2012-08-15 苏州大学 一种防水透湿涂层胶、制备方法及其应用
CN103130977A (zh) * 2013-01-08 2013-06-05 厦门大学 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
CN104494247A (zh) * 2014-02-25 2015-04-08 秦皇岛出入境检验检疫局煤炭检测技术中心 一种汽车用轻质恒温相变储能层
WO2018122827A1 (en) * 2017-01-02 2018-07-05 3Dbatteries Ltd. Energy storage devices and systems
CN107522841A (zh) * 2017-08-24 2017-12-29 温州大学 一种无溶剂法制备羧酸/磺酸混合型高固含量水性聚氨酯的方法
CN109401513A (zh) * 2018-10-15 2019-03-01 刘鹏 一种高性能的纳米储能水性发光涂料
CN110669475A (zh) * 2019-09-12 2020-01-10 山东安冷新材料科技有限公司 一种固固相变材料及其制备方法
CN110746568A (zh) * 2019-11-07 2020-02-04 合肥工业大学 一种超支化水溶性聚氨酯及其制备方法

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FU, P等: "Synthesis and Properties of A Novel Environmentally Friendly Phase Change Energy Storage Coating Additive", 《INTERNATIONAL CONFERENCE ON ADVANCES IN ENERGY AND ENVIRONMENTAL SCIENCE (ICAEES)》 *
SWATI SUNDARARAJAN等: "Synthesis and characterization of poly(ethylene glycol) (PEG) based hyperbranched polyurethanes as thermal energy storage materials", 《THERMOCHIMICA ACTA》 *
WEI HONG等: "Preparation and research of waterborne polyurethane phase change material", 《 INTEGRATED FERROELECTRICS 》 *
叶青萱: "国内超支化水性聚氨酯研究进展", 《化学推进剂与高分子材料》 *
张凡等: "环保节能型水性聚氨酯建筑涂料研究进展", 《粘接》 *
洪伟等: "水性聚氨酯相变储能材料的相变机理", 《化学通报》 *
王芳等: "超支化水性聚氨酯乳液的制备及性能研究", 《涂料工业》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117659340A (zh) * 2024-01-31 2024-03-08 浙江梅盛新材料有限公司 一种超纤革用生物基水性聚氨酯及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN112225858B (zh) 2022-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101429417A (zh) 高粘结性水性聚氨酯胶粘剂及其制备方法
TWI577707B (zh) A method for producing solventless aqueous polyurethane dispersions
CN106380572A (zh) 一种星型水性聚氨酯缔合型增稠剂的制备方法
CN105064036A (zh) 超支化聚氨酯丙烯酸酯互穿网络防水剂的制备方法及应用
CN101328253A (zh) 连续法制备高固含量水性聚氨酯乳液的方法
US11091583B2 (en) Preparation method of shape memory polyurethane
CN103524707B (zh) 一种相变温度可调的梳状共聚物固-固相变储能材料的制备方法
CN101348703A (zh) 一种水性聚氨酯胶粘剂及其制备方法
CN111359554B (zh) 一种大粒径聚氨酯相变微胶囊及其制备方法
CN107418420A (zh) 一种疏水聚氨酯杂化涂层及其制备方法
CN101824299A (zh) 一种单组份高固含量水性聚氨酯胶粘剂的制备方法
CN112225858B (zh) 一种超支化水性聚氨酯固-固相变材料及其制备方法
CN112266458A (zh) 一种水性聚氨酯固-固相变材料的制备方法
CN107163211A (zh) 一种形状记忆聚氨酯的制备方法
CN107602802A (zh) 一种沙发革中间发泡层用无溶剂聚氨酯树脂及其制备方法
CN109456459A (zh) 一种提高水性聚氨酯耐水或耐溶剂性的方法
CN110372824B (zh) 一种用于室温热能储存固-固相变材料及其制备方法
CN111019078A (zh) 一种水性聚氨酯固化剂及其制备方法和应用
CN101565494B (zh) 水性阳离子聚氨酯热熔胶预聚体及其乳液的生产方法
CN111013506B (zh) 一种囊壁可降解的小分子防老剂微胶囊乳液及其制备方法和应用
CN112225877A (zh) 一种三官能度异氰酸酯改性聚氨酯增稠剂及其制备方法
CN102060972B (zh) 一种梳形聚合物型固-固相变材料的制备方法
CN113801366A (zh) 一种热膨胀微球及其制备方法
CN113773808B (zh) 一种基于反应型相变芯材的高潜热储能微胶囊及其制备方法
TWI811576B (zh) 水性聚氨酯樹脂的製備方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant