專利名稱：一種粉狀聚氨酯樹脂的制備方法
專利說明一種粉狀聚氨酯樹脂的制備方法 本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種粉狀聚氨酯樹的制備方法。聚氨酯樹脂粉目前采用熱塑性聚氨酯彈性粒料深冷粉碎的方法生產(chǎn)，熱塑性聚氨酯彈性體彈性高、玻璃化溫度低，給聚氨酯膠粉的生產(chǎn)帶來很大困難。而且熱塑性聚氨酯彈性粒料目前主要采用本體聚合法生產(chǎn)，反應(yīng)溫度高，工藝要求嚴(yán)格，設(shè)備投資大，生產(chǎn)成本較高，使的目前聚氨酯膠粉的價(jià)格居高不下。此外，由于本體法反應(yīng)溫度高達(dá)200℃以上，生產(chǎn)離子型聚氨酯難度較大，離子型聚氨酯目前只能通過溶液聚合制備或制備成水分散體產(chǎn)品，給離子型聚氨酯彈性體的應(yīng)用與發(fā)展帶來很大限制?？梢詷O大地方便聚氨酯膠粉的生產(chǎn)，特別方便是離子型聚氨酯樹脂的生產(chǎn)。本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過將聚氨酯水分散體的制備與噴霧干燥工藝的結(jié)合，提供一種新型的粉狀聚氨酯樹脂的制備與生產(chǎn)方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種粉狀聚氨酯樹脂的制備方法，由主料和輔料組成，主料為(A)脂肪族或芳香族的二異氰酸酯、(B)具有至少一種含有兩個(gè)或兩個(gè)以上羥基的大分子或小分子二元醇或多元醇、(C)具有氨基和/或羥基的低分子化合物；輔料為(D)含有三聚異氰酸酯環(huán)的低分子三元醇化合物、(E)含有離子基團(tuán)的小分子多元醇、(F)中和劑、(G)陰離子或陽離子或非離子表面活性劑。(A)脂肪族或芳香族的二異氰酸酯可以是TDI-100、TDI-80、MDI、HMDI、IPDI、HDI、NDI，XDI等。(B)具有至少一種含有兩個(gè)或兩個(gè)以上羥基的大分子或小分子多元醇可以是蓖麻油、氫化蓖麻油、甘油、三羥甲基丙烷、聚醚多元醇或聚酯多元醇等。(C)具有氨基和/或羥基的低分子化合物可以是乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、甲基丙二醇、乙二胺、三乙烯二胺、一縮二乙二醇等。(D)含有三聚異氰酸酯環(huán)的低分子三元醇化合物，通常是賽克。(E)含有離子基團(tuán)的小分子二元醇或多元醇，可以是含有可季銨化基團(tuán)的小分子二元醇如甲基二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、三乙烯二胺等陽離子型；可以是含有COOH基團(tuán)的小分子多元醇如二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸、含有COOH基團(tuán)的半酯等。(F)中和季銨鹽的中和劑可以是乙酸、鹽酸、甲酸、己二酸無機(jī)或有機(jī)酸；中和COOH的中和劑可以是氫氧化鈉、氫氧化鉀等無機(jī)堿，也可以是三乙胺、氨水等有機(jī)堿。(G)陰離子或陽離子或非離子表面活性劑。(一)制備聚氨酯乳液(1)預(yù)聚反應(yīng)將(A)脂肪族或芳香族的二異氰酸酯與經(jīng)過處理的(B)多元醇及部分或全部(C)，或物質(zhì)(A)與經(jīng)過處理的(B)使用全部的(D)及部分或全部(C)在40～80□進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)1～6小時(shí)；(2)擴(kuò)鏈反應(yīng)待預(yù)聚完畢后，加入剩余的低分子的二元醇或二元胺類擴(kuò)鏈劑，或再加入占聚合物總量的2～20％的(E)進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)1～4小時(shí)；(3)降溫?cái)U(kuò)鏈完畢后，將體系降溫至25～35℃；(4)乳化加入全部的水和(G)，或加入(E)并加入與(E)相匹配的(F)，再加入全部的水和(G)乳化；(5)脫溶劑待乳化完全后脫去溶劑；(二)制備粉狀聚氨酯樹脂(6)然后噴霧干燥制成粉狀。在制備聚氨酯乳液時(shí)使用物質(zhì)(E)和(F)時(shí)，可以使用(G)，也可以不使用(G)。在制備聚氨酯乳液時(shí)使用(G)時(shí)，可以使用(E)和(F)，也可以不使用(E)和(F)。在合成時(shí)使用了物質(zhì)(E)、(F)所得到的粉狀聚氨酯樹脂產(chǎn)品可溶于水。在合成時(shí)未使用物質(zhì)(E)、(F)所得到的粉狀聚氨酯樹脂產(chǎn)品不溶于水。將該聚氨酯乳液通過噴霧干燥所制備得到的粉狀聚氨酯樹脂是熱可塑性的，可以熔融，也可以溶于聚氨酯材料常用的溶劑中。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有工藝條件溫和簡(jiǎn)捷、設(shè)備通用、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品性能易于調(diào)整的優(yōu)勢(shì)，因而值得推廣。參見附

圖1，1為預(yù)聚反應(yīng)；2為擴(kuò)鏈反應(yīng)；3為降溫；4為乳化；5為脫去溶劑；6為噴霧干燥；7為得成品。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。脂肪族或芳香族的二異氰酸酯(A)與經(jīng)過處理的多元醇(B)加部分或全部(C)，可以加全部的(D)也可不加，在40～80℃進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)1～6小時(shí)，預(yù)聚完畢后，加入剩余的低分子的二元醇或二元胺類擴(kuò)鏈劑，同時(shí)也可加入占聚合物總量的2～20％的(E)，進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)1～4小時(shí)，擴(kuò)鏈完畢后，將體系降溫至25～35℃，加入與(E)相匹配的(F)及全部的水和(G)乳化，待乳化完全后脫去溶劑，得到聚氨酯水分散體，然后噴霧干燥制成粉狀，即得到粉狀聚氨酯樹脂。
權(quán)利要求
1.一種粉狀聚氨酯樹脂，由主料和輔料組成，其特征在于主料為(A)脂肪族或芳香族的二異氰酸酯、(B)具有至少一種含有兩個(gè)或兩個(gè)以上羥基的大分子或小分子二元醇或多元醇、(C)具有氨基和/或羥基的低分子化合物；輔料為(D)含有三聚異氰酸酯環(huán)的低分子三元醇化合物、(E)含有離子基團(tuán)的小分子多元醇、(F)中和劑、(G)陰離子或陽離子或非離子表面活性劑。
2.如權(quán)利要求書1所述的一種粉狀聚氨酯樹脂，其特征在于(A)脂肪族或芳香族的二異氰酸酯可以是TDI-100、TDI-80、MDI、HMDI、IPDI、HDI、NDI，XDI等。
3.如權(quán)利要求書1所述的一種粉狀聚氨酯樹脂，其特征在于(B)具有至少一種含有兩個(gè)或兩個(gè)以上羥基的大分子或小分子多元醇可以是蓖麻油、氫化蓖麻油、甘油、三羥甲基丙烷、聚醚多元醇或聚酯多元醇等。
4.如權(quán)利要求書1所述的一種粉狀聚氨酯樹脂，其特征在于(C)具有氨基和/或羥基的低分子化合物可以是乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、甲基丙二醇、乙二胺、三乙烯二胺、一縮二乙二醇等。
5.如權(quán)利要求書1所述的一種粉狀聚氨酯樹脂，其特征在于(D)含有三聚異氰酸酯環(huán)的低分子三元醇化合物，通常是賽克。
6.如權(quán)利要求書1所述的一種粉狀聚氨酯樹脂，其特征在于(E)含有離子基團(tuán)的小分子二元醇或多元醇，可以是含有可季銨化基團(tuán)的小分子二元醇如甲基二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、三乙烯二胺等陽離子型；可以是含有COOH基團(tuán)的小分子多元醇如二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸、含有COOH基團(tuán)的半酯等。
7.如權(quán)利要求書1所述的一種粉狀聚氨酯樹脂，其特征在于(F)中和季銨鹽的中和劑可以是乙酸、鹽酸、甲酸、己二酸無機(jī)或有機(jī)酸；中和COOH的中和劑可以是氫氧化鈉、氫氧化鉀等無機(jī)堿，也可以是三乙胺、氨水等有機(jī)堿。
8.如權(quán)利要求書1所述的一種粉狀聚氨酯樹脂，其特征在于(G)陰離子或陽離子或非離子表面活性劑。
9.如權(quán)利要求書1所述的一種粉狀聚氨酯樹脂的制備方法，其特征在于(一)制備聚氨酯乳液(1)預(yù)聚反應(yīng)將(A)脂肪族或芳香族的二異氰酸酯與經(jīng)過處理的(B)多元醇及部分或全部(C)，或物質(zhì)(A)與經(jīng)過處理的(B)使用全部的(D)及部分或全部(C)在40～80□進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)1～6小時(shí)；(2)擴(kuò)鏈反應(yīng)待預(yù)聚完畢后，加入剩余的低分子的二元醇或二元胺類擴(kuò)鏈劑，或再加入占聚合物總量的2～20％的(E)進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)1～4小時(shí)；(3)降溫?cái)U(kuò)鏈完畢后，將體系降溫至25～35℃；(4)乳化加入全部的水和(G)，或加入(E)并加入與(E)相匹配的(F)，再加入全部的水和(G)乳化；(5)脫溶劑待乳化完全后脫去溶劑；(二)制備粉狀聚氨酯樹脂(6)然后噴霧干燥制成粉狀。
10.如權(quán)利要求書1和9所述的一種粉狀聚氨酯樹脂的制備方法，其特征在于在制備聚氨酯乳液時(shí)使用物質(zhì)(E)和(F)時(shí)，可以使用(G)，也可以不使用(G)。
11.如權(quán)利要求書1和9所述的一種粉狀聚氨酯樹脂的制備方法，其特征在于在制備聚氨酯乳液時(shí)使用(G)時(shí)，可以使用(E)和(F)，也可以不使用(E)和(F)。
12.如權(quán)利要求書1和9所述的一種粉狀聚氨酯樹脂的制備方法，其特征在于在合成時(shí)使用了物質(zhì)(E)、(F)所得到的粉狀聚氨酯樹脂產(chǎn)品可溶于水。
13.如權(quán)利要求書1和9所述的一種粉狀聚氨酯樹脂的制備方法，其特征在于在合成時(shí)未使用物質(zhì)(E)、(F)所得到的粉狀聚氨酯樹脂產(chǎn)品不溶于水。
14.如權(quán)利要求書1和9所述的一種粉狀聚氨酯樹脂的制備方法，其特征在于將該聚氨酯乳液通過噴霧干燥所制備得到的粉狀聚氨酯樹脂是熱可塑性的，可以熔融，也可以溶于聚氨酯材料常用的溶劑中。
全文摘要
本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種粉狀聚氨酯樹的制備方法，由主料和輔料組成，主料為(A)脂肪族或芳香族的二異氰酸酯、(B)具有至少一種含有兩個(gè)或兩個(gè)以上羥基的大分子或小分子二元醇或多元醇、(C)具有氨基和/或羥基的低分子化合物；輔料為(D)含有三聚異氰酸酯環(huán)的低分子三元醇化合物、(E)含有離子基團(tuán)的小分子多元醇、(F)中和劑、(G)陰離子或陽離子或非離子表面活性劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有工藝條件溫和簡(jiǎn)捷、設(shè)備通用、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品性能易于調(diào)整的優(yōu)勢(shì)，因而值得推廣。
文檔編號(hào)C08G18/00GK1654503SQ20051002356
公開日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2005年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月25日
發(fā)明者白子文 申請(qǐng)人:白子文