專利名稱：非離子水性聚氨酯乳液及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水性聚氨酯乳液的制備方法。
背景技術(shù)：
在玻璃纖維生產(chǎn)中，浸潤劑是必不可少的助劑，早期采用的成膜劑主要是由淀粉、 石蠟組成的，它們雖可賦予玻璃纖維較好的集束性，但與被增強(qiáng)材料相容性差，用于復(fù)合材料前需去除浸潤劑，隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，越來越多的合成樹脂被用作成膜劑，主要有聚醋酸乙烯樹脂、聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂等。而聚氨酯乳液以其優(yōu)異的性能，成為浸潤劑成膜劑中發(fā)展最快的一種新型成膜劑，目前市場上僅有的國產(chǎn)聚氨酯浸潤劑在使用中也或多或少存在切割不良，紗散，毛團(tuán)多，流動性差，混料困難，樹脂集聚，局部短料，纖維過早散開，纖維浸透不良，電性能差，價(jià)格昂貴，從而造成制品力學(xué)性能的下降以及造成制品的表面缺陷。水性聚氨酯乳液用作玻璃纖維浸潤劑時(shí)，首要條件必須是不帶電荷的非離子乳液，中國專利200910144800X公開了一種側(cè)鏈非離子型水性聚氨酯乳液的制備方法，其非離子性擴(kuò)鏈劑使用的是三羥甲基丙烷聚乙氧基單醚(即德國的高公司3403)，但據(jù)我們反復(fù)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，3403產(chǎn)品保質(zhì)期很短，在存放過程中很容易產(chǎn)生降解變質(zhì)，采用新鮮的3403 樣品能做出非離子乳液，但兩三個月后再用此3403重復(fù)以前的配方做出的乳液卻不能完全被乳化，乳液中有固體粘稠物，很容易分層沉淀，且膜的物理性能下降，此外，單純只使用非離子性擴(kuò)鏈劑不能制備出穩(wěn)定性很好的非離子聚氨酯乳液，乳液存放期間容易出現(xiàn)分層和沉淀，另外，此專利中還采用了聚己二酸己二醇酯二元醇，同樣聚己二酸己二醇酯二元醇也很容易在儲存過程中酯基斷裂，發(fā)生降解，以此為原料做出的非離子聚氨酯乳液也存在儲存期短，乳液變白沉淀，膜物理性能下降的弊端。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種非離子水性聚氨酯乳液及制備方法，以解決由于原料的不穩(wěn)定而造成的非離子乳液不穩(wěn)定，應(yīng)用到玻璃纖維浸潤劑中的聚氨酯浸潤劑產(chǎn)品依靠進(jìn)口，價(jià)格昂貴等問題。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是采用線性聚乙烯乙二醇雙功能甲醚代替三羥甲基丙烷聚乙氧基單醚，可解決由于原料儲存期短而給工業(yè)生產(chǎn)帶來的各種不便和弊端。加入少量親水性擴(kuò)鏈劑，但加入量不影響乳液的非離子性的前提下，以解決非離子擴(kuò)鏈劑使用量大，且乳液不夠穩(wěn)定易出現(xiàn)分層的現(xiàn)象。采用聚碳酸酯二醇和聚四亞甲基醚二醇分別代替聚己二酸己二醇酯二元醇和聚氧化丙烯二醇，以解決原料易降解，乳液儲存期短，易變白沉淀，以及膜強(qiáng)度不夠、耐磨性不好、耐老化不好、耐溶劑性差、耐低溫不好的弊端。
其原料組分重量比為聚醚多元醇或聚酯多元醇51. 8-71. 8份、異氰酸酯22_36 份、小分子擴(kuò)鏈劑0. 2-1份、非離子親水性擴(kuò)鏈劑4-8份、親水性擴(kuò)鏈劑1. 2-2份、交聯(lián)劑
0.6-1份、低沸點(diǎn)溶劑38. 4-57. 6份、催化劑0. 03-0. 09份、胺中和劑0. 8-1. 3份、胺擴(kuò)鏈劑
1.2-6份、水125-205份、水性潤濕劑0. 4-2份、水性流平劑0. 4-2份。所述的聚醚多元醇為數(shù)均分子量為2000，羥值為55-60K0Hmg /g的聚四亞甲基醚二醇，所述的聚酯多元醇為數(shù)均分子量為2000，羥值為55-60K0Hmg/g的聚碳酸酯二醇。所述的異氰酸酯是異佛爾酮二異氰酸酯或4. 4-環(huán)己基-甲基二異氰酸酯。
所述的催化劑是辛酸亞錫。 所述的非離子親水性擴(kuò)鏈劑是線性聚乙烯乙二醇雙功能甲醚，其分子結(jié)構(gòu)為
權(quán)利要求
1. 一種非離子水性聚氨酯乳液及制備方法，其特征是非離子水性聚氨酯乳液制備原料組分配比及工藝采用線性聚乙烯乙二醇雙功能甲醚，加入少量親水性擴(kuò)鏈劑，采用聚碳酸酯二醇和聚四亞甲基醚二醇；其原料組分重量比為聚醚多元醇或聚酯多元醇51. 8-71. 8 份，異氰酸酯22-36份，小分子擴(kuò)鏈劑0. 2-1份，非離子親水性擴(kuò)鏈劑4-8份，親水性擴(kuò)鏈劑1. 2-2份，交聯(lián)劑0. 6-1份，低沸點(diǎn)溶劑38. 4-57. 6份，催化劑0. 03-0. 09份，胺中和劑0. 8-1. 3份，胺擴(kuò)鏈劑1. 2-6份水=125-205份，水性潤濕劑0. 4-2份，水性流平劑 0. 4-2份；其制備方法步驟如下(1)預(yù)聚在干燥氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將真空脫水后的聚醚多元醇或聚酯多元醇和異氰酸酯加入反應(yīng)容器中，在機(jī)械攪拌下，溫度85-95°C，反應(yīng)2-3小時(shí)；(2聚合降低反應(yīng)體系溫度至50-75°C，加入小分子擴(kuò)鏈劑，非離子親水性擴(kuò)鏈劑，親水性擴(kuò)鏈劑，小分子擴(kuò)鏈劑和交聯(lián)劑，催化劑，低沸點(diǎn)溶劑，在機(jī)械攪拌下，溫度65-80°C反應(yīng)3-4小時(shí)，待反應(yīng)生成的預(yù)聚體中異氰酸酯基團(tuán)(-NC0)含量不再變化時(shí)，降溫到室溫，得聚氨酯樹脂；(3)乳化在高剪切力下加入水，胺中和劑，進(jìn)行乳化，最后加入胺擴(kuò)鏈劑，加入時(shí)間為 5-10分鐘進(jìn)行分散，得到藍(lán)光半透明或乳白蘭光的非離子水性聚氨酯乳液；(4)蒸餾將非離子水性聚氨酯乳液在60-70°C間通過減壓蒸餾40-90分鐘脫去低沸點(diǎn)溶劑，得到固含量為30-40%的非離子水性聚氨酯乳液；(5)復(fù)配按上述要求在制得的非離子水性聚氨酯乳液中再攪拌下添加水性潤濕劑和水性流平劑，即得到水性非離子聚氨酯玻璃纖維浸潤劑。
全文摘要
一種非離子水性聚氨酯乳液及制備方法，屬于一種高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。其原料組分為聚醚多元醇或聚酯多元醇、異氰酸酯、小分子擴(kuò)鏈劑、非離子親水性擴(kuò)鏈劑、親水性擴(kuò)鏈劑、交聯(lián)劑0.6-1份，低沸點(diǎn)溶劑、催化劑、胺中和劑、，胺擴(kuò)鏈劑、水性潤濕劑0.4-2份，水性流平劑。制備方法包括預(yù)聚、聚合、乳化、蒸餾、復(fù)配按上述要求在制得的非離子水性聚氨酯乳液中再攪拌下添加水性潤濕劑和水性流平劑，即得到水性非離子聚氨酯玻璃纖維浸潤劑。本發(fā)明產(chǎn)品具有穩(wěn)定性好、穩(wěn)定期長、應(yīng)用范圍廣、強(qiáng)度高、耐磨性、彈性好、耐黃變、耐老化、耐溶劑、耐低溫，耐曲折，滲透力好、相容性及界面化學(xué)結(jié)合或化學(xué)吸附等性能好等優(yōu)異性能。
文檔編號C08G18/12GK102432992SQ20111023981
公開日2012年5月2日 申請日期2011年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月21日
發(fā)明者劉婭林, 劉杰華, 孫海園, 趙元海, 馬福蘭 申請人:山東天慶科技發(fā)展有限公司