一種水性聚氨酯樹脂及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種水性聚氨酯樹脂及其制備方法。該水性聚氨酯樹脂主要由以下重量份數(shù)的原料制備而成：聚四氫呋喃醚二元醇80-100份，聚醚多元醇80-100份，二異氰酸酯50-60份，二羥甲基丁酸10-20份，辛酸亞錫0.02-0.05份，1,6-己二醇1-2份，二甲基氨基乙醇5-10份，異佛爾酮二胺2-5份。其制備方法主要包括以下步驟：預(yù)聚反應(yīng)、擴(kuò)鏈反應(yīng)、降溫乳化，即得所述聚氨酯樹脂。本發(fā)明經(jīng)過擴(kuò)鏈劑加成和聚合反應(yīng)，制得具有柔軟性和延伸性良好的聚氨酯樹脂。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述聚氨酯樹脂，物理性能更好，成膜性優(yōu)，手感和延伸性更好。
【專利說明】一種水性聚氨酯樹脂及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種水性聚氨酯樹脂及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氨酯(PU)是指主鏈上含有大量氨基甲酸酯基團(tuán)(-NHC00-)的高聚物聚氨基甲酸酯(Polyurethane)的簡稱。因其表現(xiàn)出優(yōu)異的物化性能，已被廣泛應(yīng)用于人造革,真皮等行業(yè)，是一種多功能聚合物材料，成為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可缺少的一類高分子材料。
[0003]聚氨酯樹脂主要分為油性聚氨酯樹脂和水性聚氨酯樹脂。油性聚氨酯樹脂是將高聚物聚氨基甲酸酯溶于二甲基酰胺(DMF)，甲苯等有機(jī)溶劑而得到。水性聚氨酯樹脂是將高聚物聚氨基甲酸酯分散于水中而制的。在目前的制革企業(yè)中，90%以上還是使用油性聚氨酯樹脂，只有不到10%的企業(yè)在使用水性聚氨酯樹脂。
[0004]油性聚氨酯樹脂含有大量的二甲基酰胺(DMF)，甲苯等有機(jī)溶劑，在制造過程中對周圍環(huán)境和現(xiàn)場操作人員的身體健康造成很大傷害。由于化學(xué)溶劑大多數(shù)易燃易爆，容易引起火災(zāi)，因此油性樹脂成為制革行業(yè)“三高”的頭號威脅。另外，油性聚氨酯樹脂制作的產(chǎn)品，在不添加阻燃劑的情況下，也不具有阻燃的性能。
[0005]現(xiàn)行的水性聚氨酯樹脂的制備方法是將低聚物多元醇和二異氰酸酯在一定的溫度下反應(yīng)制得聚氨酯預(yù)聚體，然后加入小分子擴(kuò)鏈劑進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，再加入親水性擴(kuò)鏈劑使預(yù)聚體變成親水性預(yù)聚體，用成鹽試劑進(jìn)行中和反應(yīng)，使聚氨酯預(yù)聚體具有離子型，然后加水分散乳化，再加入小分子擴(kuò)鏈劑進(jìn)行水中后擴(kuò)鏈反應(yīng)，制得水性聚氨酯分散液。
[0006]現(xiàn)有的配方工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品，因為有的選材不合適，有的因為材料配比不合適，而造成的環(huán)保性能不好、柔軟 度不夠、還有延伸性不夠高。
[0007]然而隨著社會的發(fā)展，人們對于產(chǎn)品的環(huán)保性、柔軟度和延伸性要求更加高，現(xiàn)有的技術(shù)配方和制備方法生產(chǎn)出來的產(chǎn)品已經(jīng)不足以滿足人們越來越多樣化的需求，現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的聚氨酯樹脂用于制革行業(yè)存在的這些缺點，很多產(chǎn)品達(dá)不到這種多樣化的要求，因此生產(chǎn)柔軟度和延伸性較好而且環(huán)保的水性聚氨酯樹脂就成為人們的迫切需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種水性聚氨酯樹脂及其制備方法。
[0009]本發(fā)明所述水性聚氨酯樹脂主要由以下重量份數(shù)的原料制備而成:
聚四氫呋喃醚二元醇80-100份，
聚醚多元醇80-100份，
二異氰酸酯50-60份，
二羥甲基丁酸10-20份，
辛酸亞錫0.02-0.05份，
I,6-己二醇1-2份，
二甲基氨基乙醇5-10份，異佛爾酮二胺2-5份。
[0010]所述聚四氫呋喃醚二元醇的數(shù)均分子量為1000-2000。
[0011]所述聚醚多元醇的數(shù)均分子量為1000-2000。
[0012]所述二異氰酸酯的數(shù)均分子量為168-262。
[0013]優(yōu)選的，所述二異氰酸酯選自1，6_己二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯中的一種。
[0014]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述二異氰酸酯為二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯。
[0015]本發(fā)明所述水性聚氨酯樹脂的制備方法主要包括以下步驟:
(1).預(yù)聚反應(yīng):將聚四氫呋喃醚二元醇，聚醚多元醇，二異氰酸酯混合，在80-90°C反應(yīng)2-3小時，合成端基帶有異氰酸官能團(tuán)的預(yù)聚體；
(2).擴(kuò)鏈反應(yīng):降溫至60-70°C后再加入催化劑辛酸亞錫，親水?dāng)U鏈劑二羥甲基丁酸、
I,6-己二醇， 在70-80°C下保溫2-3小時，丙酮調(diào)節(jié)粘度；
(3).降溫乳化:降溫至60-70°C后出料，然后加入二甲基氨基乙醇，異佛爾酮二胺以及水進(jìn)行乳化，即得所述聚氨酯樹脂。
[0016]本發(fā)明將特定分子量的聚四氫呋喃醚二元醇，聚醚多元醇，與二異氰酸酯反應(yīng)，經(jīng)過擴(kuò)鏈劑加成和聚合反應(yīng)，制得具有柔軟性和延伸性良好的聚氨酯樹脂。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述聚氨酯樹脂，物理性能更好，成膜性優(yōu)，手感和延伸性更好。
【具體實施方式】
[0017]實施例一
本實施例用于說明本發(fā)明提供的水性聚氨酯樹脂的制備方法。
[0018]1.預(yù)聚反應(yīng):將80kg均分子量為1000的聚四氫呋喃醚二元醇，80kg均分子量為1000的聚醚多元醇，50kg二異氰酸酯混合，在80°C反應(yīng)2小時，合成端基帶有異氰酸官能團(tuán)的預(yù)聚體。
[0019]2.擴(kuò)鏈反應(yīng):降溫至60°C后再加入催化劑0.02kg辛酸亞錫，IOkg的親水?dāng)U鏈劑二羥甲基丁酸，Ikg的1，6-己二醇，在70°C下保溫2小時，丙酮調(diào)節(jié)粘度。
[0020]3.降溫乳化:降溫至60°C后出料，然后加入5kg的二甲基氨基乙醇，2kg的異佛爾酮二胺以及水進(jìn)行乳化，便制得本發(fā)明的聚氨酯樹脂。
[0021]實施例二
本實施例用于說明本發(fā)明提供的水性聚氨酯樹脂的制備方法。
[0022]1.預(yù)聚反應(yīng):將IOOkg均分子量為2000的聚四氫呋喃醚二元醇，IOOkg均分子量為2000的聚醚多元醇，60kg 二異氰酸酯混合，在90°C反應(yīng)3小時，合成端基帶有異氰酸官能團(tuán)的預(yù)聚體。
[0023]2.擴(kuò)鏈反應(yīng):降溫至70°C后再加入催化劑0.05kg辛酸亞錫，20kg的親水?dāng)U鏈劑二羥甲基丁酸，2kg的1，6-己二醇，在80°C下保溫3小時，丙酮調(diào)節(jié)粘度。
[0024]3.降溫乳化:降溫至70°C后出料，然后加入IOkg的二甲基氨基乙醇，5kg的異佛爾酮二胺以及水進(jìn)行乳化，便制得本發(fā)明的聚氨酯樹脂。
[0025]實施例三
本實施例用于說明本發(fā)明提供的水性聚氨酯樹脂的制備方法。[0026]1.預(yù)聚反應(yīng):將90kg均分子量為1500的聚四氫呋喃醚二元醇，90kg均分子量為1500的聚醚多元醇，55kg二異氰酸酯混合，在85°C反應(yīng)2.5小時，合成端基帶有異氰酸官能團(tuán)的預(yù)聚體。
[0027]2.擴(kuò)鏈反應(yīng):降溫至65°C后再加入催化劑0.04kg辛酸亞錫，15kg的親水?dāng)U鏈劑二羥甲基丁酸，1.5kg的1，6-己二醇，在75°C下保溫2.5小時，丙酮調(diào)節(jié)粘度。
[0028]3.降溫乳化:降溫至65°C后出料,然后加入7.5kg的二甲基氨基乙醇,3.5kg的異佛爾酮二胺以及水進(jìn)行乳化，便制得本`發(fā)明的聚氨酯樹脂。
【權(quán)利要求】
1.一種水性聚氨酯樹脂，其特征在于，主要由以下重量份數(shù)的原料制備而成: 聚四氫呋喃醚二元醇80-100份， 聚醚多元醇80-100份， 二異氰酸酯50-60份， 二羥甲基丁酸10-20份， 辛酸亞錫0.02-0.05份， 1.6-己二醇1-2份， 二甲基氨基乙醇5-10份， 異佛爾酮二胺2-5份。
2.如權(quán)利要求1所述水性聚氨酯樹脂，其特征在于，所述聚四氫呋喃醚二元醇的數(shù)均分子量為1000-2000。
3.如權(quán)利要求1所述水性聚氨酯樹脂，其特征在于，所述聚醚多元醇的數(shù)均分子量為1000-2000。
4.如權(quán)利要求1所述水性聚氨酯樹脂，其特征在于，所述二異氰酸酯的數(shù)均分子量為168-262。
5.如權(quán)利要求4所述水性聚氨酯樹脂，其特征在于，所述二異氰酸酯選自1，6_己二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、 二苯基甲烷二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯中的一種。
6.如權(quán)利要求5所述水性聚氨酯樹脂，其特征在于，所述二異氰酸酯為二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯。
7.如權(quán)利要求1-6所述水性聚氨酯樹脂的制備方法，其特征在于，主要包括以下步驟: (1).預(yù)聚反應(yīng):將聚四氫呋喃醚二元醇，聚醚多元醇，二異氰酸酯混合，在80-90°C反應(yīng)2-3小時，合成端基帶有異氰酸官能團(tuán)的預(yù)聚體； (2).擴(kuò)鏈反應(yīng):降溫至60-70°C后再加入催化劑辛酸亞錫，親水?dāng)U鏈劑二羥甲基丁酸、I, 6-己二醇，在70-80°C下保溫2-3小時，丙酮調(diào)節(jié)粘度； (3).降溫乳化:降溫至60-70°C后出料，然后加入二甲基氨基乙醇，異佛爾酮二胺以及水進(jìn)行乳化，即得所述聚氨酯樹脂。
【文檔編號】C08G18/48GK103450440SQ201310394166
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】馬金明, 劉杰華, 馬福蘭, 閆克輝, 劉文峰, 孫海園, 劉婭林, 胡新霞, 王金明, 劉曉民 申請人:山東天慶科技發(fā)展有限公司