[发明专利]一种环氧改性水性聚氨酯

说明书

技术领域

本发明涉及一种环氧改性水性聚氨酯，属化工领域。

技术背景        

由于水性聚氨酯以水为介质，具有不燃、气味小、不污染、节能、操作加工方便等优点，水性聚氨酯作为一种热门材料已被广泛的应用于涂料工业、制革工业、胶黏剂等方面。但是水性聚氨酯涂膜的耐水性和耐溶剂型较差，在一定领域的使用中受到了限制，因此，通过改性来提高水性聚氨酯的涂膜耐水性和力学性能变得很有必要。

环氧树脂具有高模量、高强度和耐化学性好、热稳定性好等优点，而且可直接参与水性聚氨酯的合成反应，从而提高聚氨酯的耐水、耐溶剂、耐热蠕变性能及拉伸强度等。本文充分利用了环氧树脂的环氧基和羟基参与反应，形成多重交联，制得环氧树脂改性的水性聚氨酯，具有良好的稳定性、耐水性及耐溶剂性。

发明内容

本发明的目的是提供一种环氧改性水性聚氨酯，具有很好的稳定性、耐水性及耐溶剂性。

为实现以上目的，本发明的耐水性环氧改性水性聚氨酯，其制备方法为：

(1) 以2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二醇(GE-210)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)，环氧树脂(E-128)为原料制备预聚体。

(2) 加入丙烯酸羟丙酯(HPA)对预聚体的端-NCO进行封端，反应50min。

(3) 降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应生成盐，反应3-4min。

(4) 加入水进行乳化60min，得到HPA封端的环氧改性水性聚氨酯乳液。

步骤(1)中预聚体原料的配比为：TDI与GE-210、DMPA、BDO、E-128的摩尔比为1.2:1-1.3:1，BDO占预聚体质量的2%-3%，DMPA占预聚体质量的4%-5%，E-128占预聚体质量的5%-6%。

步骤(2)中丙烯酸羟丙酯(HPA)的物质的量与过量-NCO的物质的量的比值为0.35。

步骤(3)中三乙胺的物质的量与DMPA的物质的量相同。

步骤(4)中水的用量为预聚体总质量的2倍。

本发明产生的有益效果为，本专利采用环氧树脂改性水性聚氨酯，充分利用环氧树脂的环氧基和羟基参与反应，形成多重交联，提高水性聚氨酯的耐化学性和力学性能，此外，在合成过程中引入的丙烯酸羟丙酯对聚氨酯预聚体封端，使所制得的乳液含有不饱和双键，可进一步作为水性紫外线光固化涂料或胶黏剂的预聚物或在丙烯酸羟乙酯的作用下进一步与丙烯酸酯类的单体进行进一步的共聚改性。

实施例

实施例1：

以2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二醇(GE-210)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂(E-128)为原料制备预聚体。其配比为：TDI与GE-210、DMPA、BDO、E-128的摩尔比为1.2:1，BDO占预聚体质量的2%，DMPA占预聚体质量的5%。加入丙烯酸羟丙酯(HPA)对预聚体的端-NCO进行封端，反应50min。降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应生成盐，反应3min。加入水进行乳化60min，得到HPA封端的环氧改性的水性聚氨酯乳液。

实施例2：

以2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二醇(GE-210)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂(E-128)为原料制备预聚体。其配比为：TDI与GE-210、DMPA、BDO、E-128的摩尔比为1.3:1，BDO占预聚体质量的2%，DMPA占预聚体质量的5%。加入丙烯酸羟丙酯(HPA)对预聚体的端-NCO进行封端，反应50min。降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应生成盐，反应4min。加入水进行乳化60min，得到HPA封端的环氧改性的水性聚氨酯乳液。