CN1159360C - 水基聚氨酯乳液的制备方法 - Google Patents
水基聚氨酯乳液的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1159360C CN1159360C CNB011277912A CN01127791A CN1159360C CN 1159360 C CN1159360 C CN 1159360C CN B011277912 A CNB011277912 A CN B011277912A CN 01127791 A CN01127791 A CN 01127791A CN 1159360 C CN1159360 C CN 1159360C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polyurethane emulsion
- base polyurethane
- water
- preparation
- reaction
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
一种水基聚氨酯乳液的制备方法包括：制备预聚体，即聚酯二元醇在60-150℃和10-1000Pa真空条件下脱水处理，加入用量为聚酯二元醇1.5-2.5倍重量二异氰酸脂，在70-100℃反应1-4小时，加入浓度为4-10%重量酒石酸的丙酮溶液，在40-60℃反应1-6小时；中和成盐，在预聚体中加入用量为酒石酸0.5-2.5倍重量的苛性碱或叔胺在40-60℃下反应10-60分钟；扩链乳化，将反应产物分散在温度为40-80℃、浓度为0.5-5%的扩链剂水溶液；脱溶剂，即在50-200mmHg的减压力下压蒸出有机溶剂。得到用于粘合剂、涂料和高分子/无机复合材料的稳定性好和性能优良的产皮产品。
Description
技术领域
本发明涉及化学领域，特别是水基聚氨酯乳液的制备方法。
背景技术
聚氨酯是一种综合性能优异的高分子材料。根据不同的大分子设计，可得到能满足多种用途的材料，如塑料、橡胶、涂料和粘合剂等。上个世纪中期以来，用于涂料和粘合剂的溶剂型聚氨酯得到广泛应用。由于溶剂型产品的固含量较低，使用过程中溶剂都将进入施工作业区域环境以及大气环境，这样在严重损害作业人员的身体健康的同时也对环境带来很大污染。随着人们环保意识的增强，溶剂型产品的缺点日益突出。
发明内容
本发明的目的在于用于粘合剂、涂料和高分子/无机复合材料的稳定性好和性能优良的水基聚氨酯乳液的制备方法。
本发明的水基聚氨酯乳液的制备方法包括：
(1)制备预聚体，即聚酯二元醇在60-150℃和10-1000Pa真空条件下进行脱水处理，加入用量为聚酯二元醇1.5-2.5倍重量二异氰酸酯，在70-100℃反应1-4小时，加入浓度为4-10％重量酒石酸的丙酮溶液，在40-60℃反应1-6小时；
脱水处理的最佳条件为100～120℃，200～400Pa。
(2)中和成盐，即在(1)所得的预聚体中加入用量为酒石酸0.5-2.5倍重量的苛性碱或叔胺在40-60℃下反应10-60分钟；
(3)扩链乳化，即将(2)的反应产物均匀分散在温度为40-80℃、浓度为0.5-5％的扩链剂水溶液，所述扩链剂是多元胺；
(4)脱溶剂，即在50-200mmHg的减压力下压蒸出有机溶剂，得到有机溶剂含量小于5％重量的水基聚氨酯乳液。
用于制备预聚体的二异氰酸酯可以是脂肪族的，也可以是芳香族的，或它们的混合物。
最适用的脂肪族二异氰酸酯有异氟二酮二异氰酸酯(IPDI)、环戊烷二异氰酸酯、六次甲基二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯其中一种或两种以上混合物；
最适用的芳香族二异氰酸酯有二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、双苯基二异氰酸酯以及苯基二异氰酸酯其中一种或两种以上混合物。
用于制备预聚体，为了增大分子间的作用力，最好选用聚脂型二元醇，它是二元醇与二元酸的反应产物。二元酸可以是己二酸、或对苯二甲酸，二元醇可以是乙二醇、或1，4-丁二醇。
为了使制得的聚胺脂有高的分子量，在预聚体分散于水的同时，用扩链剂进行扩链。为了控制链增长的速度，以抑制凝胶的生成，最好用封闭的二元胺作扩链剂。二元胺可以是乙二胺、丁二胺、己二胺其中一种或两种以上混合物。封闭剂可以是丙酮、丁酮或甲基乙基酮其中一种或两种以上混合物。封闭型扩链剂的制备，是将二元胺与酮按2∶1重量混合放置1.5-5小时。
在较高温度下分散扩链，也有利于高分子量的形成和抑制凝胶的出现。较好的分散扩链的温度为45～60℃，其中50℃为最佳。
最终得到的聚氨酯乳液和固含量可根据需要通过水量调节在20-30％之间。
本发明方法所得产品用作粘合剂、涂料或高分子/无机复合材料的组分时，可以包含表面活性剂。表面活性剂是阴离子型的，用量是总固含量的0.5-2％。
本发明的主要优点在于：原材料来源充分，有利于国内工业化生产；工艺技术路线过程易于控制。产品的稳定性高；产品的性能优良，可直接用作粘合剂、涂料或高分子/无机复合材料的组成。
下面通过实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
实施例1
将23.1g(0.0233mol)聚酯二元醇装入四口磨口反应瓶中，反应瓶上装有搅拌器、温度计，一口接氮气球，一口用磨口玻塞塞住。加热升温至100℃，在真空(300Pa)下脱水40min，然后冷却至50℃，充氮使瓶内压力恢复至1atm，加入8.1gTDI，升温至℃，在氮气保护下反应1.5h，然后降温至45℃。再在反应瓶上装上回流冷凝管，加入由30g丙酮和1.74g酒石酸制得的溶液，然后升温至50℃，反应3.5h，得预聚体。在预聚体中加入由3.0gEt3N和20g丙酮组成的溶液，搅拌10min，然后倒入高速搅拌下的50℃的120 g水中，分散10min，然后缓慢加入3.40g由丁酮封闭的己二胺，继续搅拌2h。最后减压蒸馏，丙酮经冷凝回收，就得到乳白色固含量为23.2％的水基聚氨酯乳液。乳液粘度为150mPa.S，平均乳胶粒的粒径为290nm，聚氨酯的平均分子量为8.2万。
实施例2
将25.46g(0.025mol)聚酯二元醇装入四口磨口反应瓶中，反应瓶上装有搅拌器、温度计，一口接氮气球，一口用磨口玻塞塞住。加热升温至110℃，在真空(200Pa)下脱水40min，然后冷却至50℃，充氮使瓶内压力恢复至1atm，加入8.89gTDI，升温至90℃，氮气保护下反应1.5h，然后降温至45℃。再在反应瓶上装上回流冷凝管，加入由35g丙酮和1.92g酒石酸制得的溶液，升温至55℃，反应3.5h，得预聚体。在预聚体中加入由3.0gEt3N和20g丙酮组成的溶液，搅拌10min，然后倒入高速搅拌下的55℃的水110g，分散10min，然后缓慢加入3.50g由丁酮封闭的己二胺，继续搅拌2h。最后减压蒸馏，丙酮经冷凝回收，就得到乳白色固含量为25.1％的水基聚氨酯乳液。乳液粘度为165mPa.S，平均乳胶粒的粒径为240nm，聚氨酯的平均分子量为9.2万。
实施例3
将23.49g(0.024mol)聚酯二元醇装入四口磨口反应瓶中，反应瓶上装有搅拌器、温度计，一口接氮气球，一口用磨口玻塞塞住。加热升温至110℃，在真空(200Pa)下脱水40min，然后冷却至50℃，充氮使瓶内压力恢复至1atm，加入8.21gTDI，升温至90℃，在氮气保护下反应1.5h，然后降温至45℃。再在反应瓶上装上回流冷凝管，加入由30g丙酮和1.77g酒石酸制得的溶液，然后升温至55℃，反应3.5h，得预聚体。在预聚体中加入由3.0gEt3N和20g丙酮组成的溶液，搅拌10min，然后倒入高速搅拌下的50℃的含有1g十二烷基磺酸钠的水溶液110g，分散10min，然后缓慢加入3.10g由丁酮封闭的己二胺，继续搅拌2h。最后减压蒸馏，丙酮经冷凝回收，就得到乳白色固含量为24.5％的水基聚氨酯乳液。乳液粘度为115mPa.S，平均乳胶粒的粒径为210nm，聚氨酯的平均分子量为8.3万。
实施例4
将25.54g(0.026mol)聚酯二元醇装入四口磨口反应瓶中，反应瓶上装有搅拌器、温度计，一口接氮气球，一口用磨口玻塞塞住。加热升温至110℃，在真空(300Pa)下脱水40min，然后冷却至50℃，充氮使瓶内压力恢复至1atm，加入8.91gTDI，升温至90℃，在氮气保护下反应1.5h，然后降温至45℃。再在反应瓶上装上回流冷凝管，加入由20g丙酮和1.91g酒石酸制得的溶液，然后升温至55℃，反应3h，得预聚体。在预聚体中加入由3.5gEt3N和20g丙酮组成的溶液，搅拌10min，然后倒入高速搅拌下的50℃的含有1g十二烷基磺酸钠的水溶液100g，分散10min，然后缓慢加入3.20g由丁酮封闭的二乙烯三胺。继续搅拌2.5h。最后减压蒸馏，丙酮经冷凝回收，就得到乳白色固含量为28％的水基聚氨酯乳液。乳液粘度为235mPa.S，平均乳胶粒的粒径为270nm，聚氨酯的平均分子量为8.7万。
实施例5
在装有搅拌器、温度计，一口接氮气球，一口用磨口玻塞塞住的四口磨口反应瓶中，装入25.26g(0.025mol)聚脂二元胺，加热升温至110℃，在真空(200Pa)下脱水40min，然后冷却至50℃，充氮使瓶内压力恢复至1atm，加入8.81gTDI，升温至90℃，在氮气保护下反应1.5h，然后降温至45℃。再在反应瓶上装上回流冷凝管，加入由20g丙酮和1.91g酒石酸制得的溶液，然后升温至55℃，反应3h，得预聚体。在预聚体中加入由3.0gEt3N和20g丙酮组成的溶液，搅拌10min，然后倒入高速搅拌下的50℃的含有1g十二烷基磺酸钠的水溶液120g，分散10min，然后缓慢加入3.14g由丁酮封闭的二乙烯三胺。继续搅拌2.5h。最后减压蒸馏，丙酮经冷凝回收，就得到乳白色固含量为24.3％水基聚氨酯乳液。乳液粘度为220mPa.S，平均乳胶粒的粒径为210nm，聚氨酯的平均分子量为8.5万。
实施例6
在装有搅拌器、温度计，一口接氮气球，一口用磨口玻塞塞住的四口磨口反应瓶中，装入25.32g(0.0254mol)聚脂二元胺，加热升温至110℃，在真空(300Pa)下脱水40min，然后冷却至50℃，充氮使瓶内压力恢复至1atm，加入8.8gTDI，升温至90℃，在氮气保护下反应1.5h，然后降温至45℃。再在反应瓶上装上回流冷凝管，加入由20g丙酮和1.90g酒石酸制得的溶液，然后升温至55℃，反应3.5h得预聚体。在预聚体中加入由3.0gEt3N和20g丙酮组成的溶液，搅拌10min，然后倒入高速搅拌下的50℃的含有0.5g十二烷基磺酸钠的水溶液120g，分散10min，然后缓慢加入3.20g由丁酮封闭的二乙烯三胺。继续搅拌2.5h。最后减压蒸馏，丙酮经冷凝回收，就得到乳白色固含量为30％水基聚氨酯乳液。乳液粘度为250mPa.S，平均乳胶粒的粒径为280nm，聚氨酯的平均分子量为9.3万。
Claims (8)
1、一种水基聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于包括：
(1)制备预聚体，即聚酯二元醇在60-150℃和10-1000Pa真空条件下进行脱水处理，加入用量为聚酯二元醇1.5-2.5倍重量二异氰酸酯，在70-100℃反应1-4小时，加入浓度为4-10％重量酒石酸的丙酮溶液，在40-60℃反应1-6小时；
(2)中和成盐，即在(1)所得的预聚体中加入用量为酒石酸0.5-2.5倍重量的苛性碱或叔胺在40-60℃下反应10-60分钟；
(3)扩链乳化，即将(2)的反应产物均匀分散在温度为40-80℃、浓度为0.5-5％的扩链剂水溶液，所述扩链剂是多元胺；
(4)脱溶剂，即在50-200mmHg的减压力下压蒸出有机溶剂。
2、根据权利要求1所述的水基聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于(1)中聚酯二元醇在100～120℃、200～400Pa真空条件下进行脱水处理。
3、根据权利要求1所述的水基聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于用于制备预聚体的二异氰酸酯可以是脂肪族的，也可以是芳香族的，或它们的混合物。
4、根据权利要求3所述的水基聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于所述脂肪族二异氰酸酯是异氟二酮二异氰酸酯(IPDI)、环戊烷二异氰酸酯、六次甲基二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯其中一种或两种以上混合物，
5、根据权利要求3所述的水基聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于所述芳香族二异氰酸酯是二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、双苯基二异氰酸酯以及苯基二异氰酸酯其中一种或两种以上混合物。
6、根据权利要求1所述的水基聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于选用聚脂型二元醇，它是二元醇与二元酸的反应产物，二元酸是己二酸、或对苯二甲酸，二元醇是乙二醇、或1，4-丁二醇。
7、根据权利要求1所述的水基聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于采用封闭的二元胺作扩链剂。
8、根据权利要求7所述的水基聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于二元胺可以是乙二胺、丁二胺、己二胺其中一种或两种以上混合物；封闭剂可以是丙酮、丁酮或甲基乙基酮其中一种或两种以上混合物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB011277912A CN1159360C (zh) | 2001-08-30 | 2001-08-30 | 水基聚氨酯乳液的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB011277912A CN1159360C (zh) | 2001-08-30 | 2001-08-30 | 水基聚氨酯乳液的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1335328A CN1335328A (zh) | 2002-02-13 |
| CN1159360C true CN1159360C (zh) | 2004-07-28 |
Family
ID=4667705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB011277912A Expired - Fee Related CN1159360C (zh) | 2001-08-30 | 2001-08-30 | 水基聚氨酯乳液的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1159360C (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104292795A (zh) * | 2014-10-29 | 2015-01-21 | 胡运冲 | 一种耐冲击的聚碳酸酯的制备方法 |
| CN115594808B (zh) * | 2022-10-31 | 2024-03-29 | 亚士防水科技(滁州)有限公司 | 生物基阴离子水性聚氨酯及其制备方法和应用 |
-
2001
- 2001-08-30 CN CNB011277912A patent/CN1159360C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1335328A (zh) | 2002-02-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101260179A (zh) | 一种氟改性水性聚氨酯乳化液的制备方法、制品及作为工业涂料的应用 | |
| Lu et al. | Morphology and mechanical properties of semi-interpenetrating polymer networks from polyurethane and benzyl konjac glucomannan | |
| CN107189746B (zh) | 一种活性聚氨酯医用胶黏剂及其制备方法 | |
| CN1159360C (zh) | 水基聚氨酯乳液的制备方法 | |
| CN102733198B (zh) | 水性聚氨酯光油及制备方法 | |
| CN1662572A (zh) | 聚氨酯分散体 | |
| CN105367733A (zh) | 一种基于苯酐聚酯多元醇水性聚氨酯膜的制备方法和用途 | |
| Li et al. | Synthesis of cationic waterborne polyurethane via thiol-ene click reaction and catechol chemistry to improve the performance of soybean meal adhesives | |
| CN101245220A (zh) | 一种聚氨脂水漆 | |
| CN102051114A (zh) | 橡胶底材底涂及其制备方法 | |
| CN110903673A (zh) | 一种使用棕榈生物质粉为原料的生物基复合材料制备方法 | |
| CN106750142A (zh) | 一种体型交联含d‑a键的聚氨酯3d打印材料及其制备方法 | |
| EP1799746B1 (de) | Verfahren zur herstellung von polyestern | |
| CN102040524B (zh) | 一种4,4’-二氨基二环已烷甲烷的同分异构体混合物的分离处理方法 | |
| CN112409557B (zh) | 一种植物油基聚氨酯薄膜及其制备 | |
| Wang et al. | A study of fluorescent‐dye polyurethane ionomer 1 | |
| CN1116330C (zh) | 改性聚氨酯弹性体材料及其制备方法和用途 | |
| CN112321893B (zh) | 一种用于pvc的增塑剂凝胶 | |
| EP0790271B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von teilaromatischen Copolyamiden aus aromatischen Dicarbonsäureestern | |
| CN108409569B (zh) | 一种水性聚甘油果酸酯化合物及其制备方法 | |
| CN1228388C (zh) | 一种复合材料及其制备方法 | |
| CA1123432A (en) | Cold-water soluble tamarind gum | |
| CN115850209B (zh) | 一种增塑剂的制备方法和产品及其应用 | |
| CN116656888B (zh) | 一种绿色环保型皮张的制备方法及其鞣制剂组合物和应用 | |
| CN1231516C (zh) | 聚（l－乳酸）的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |