[发明专利]一种环保型水性阴离子聚氨酯胶粘剂及其制备方法

说明书

在水性胶粘剂的制备过程中需要用到大量有机溶剂(如丙酮、丁酮等)降低反应体系的黏度，后期溶剂回收不仅增加工艺的复杂性和制造成本，也影响了产品质量，同时制备过程中有机溶剂的大量使用加大了鞋材的VOCs含量。为了解决上述问题，本发明提供了一种环保型水性阴离子聚氨酯胶粘剂的制备方法，该方法采用树枝状聚酰胺胺为扩链剂，体系不需要或者少量丙酮去降低黏度；且树枝状聚酰胺胺不需要溶解在难挥发有机溶剂中，减少合成过程中有机溶剂的使用，能够将对环境造成的污染降到最低；合成的环保型水性阴离子聚氨酯胶粘剂乳液粒径小，对基材具有良好的渗透性及附着力。

技术领域

本发明属于高分子化工材料领域，涉及一种水性聚氨酯胶粘剂，尤其涉及一种环保型水性阴离子聚氨酯胶粘剂及其制备方法。

背景技术

在水性胶粘剂的制备过程中需要用到大量有机溶剂(如丙酮、丁酮等)降低反应体系的黏度，后期溶剂回收不仅增加工艺的复杂性和制造成本，同时也影响产品质量。对于丙酮的使用和处理，国内专利有所报导，如CN108179001A公布了一种水性环保聚氨酯胶粘剂及其制造工艺和应用，其制备方法中加入了7.5份丙酮来降低物料黏度，再对反应釜旋蒸脱丙酮；CN102516920A公布的水性聚氨酯及其制备方法，同样加入大量丙酮降黏，再旋蒸回收丙酮。

目前对于环保要求越来越高，水性聚氨酯胶粘剂作为第三代鞋用胶粘剂存在以下问题：一是鞋材鞋胶中不可降解的材质加剧了白色污染；二是制备过程中有机溶剂的大量使用加大了鞋材的VOCs含量。为了解决以上问题，在水性聚氨酯的开发过程中应尽可能减少有机溶剂的使用或者降低有机溶剂的含量，特别是丙酮。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保型水性阴离子聚氨酯胶粘剂制备方法，降低预聚物的黏度的同时，减少甚至避免有机溶剂的使用。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种环保型水性阴离子聚氨酯胶粘剂制备方法，主要包括以下步骤：

(1)将一种或多种二元异氰酸酯与二元醇混合，在催化剂作用下反应形成聚氨酯预聚物；

(2)在聚氨酯预聚物中依次加入树枝状聚酰胺胺、阴离子类亲水扩链剂，再经三乙胺中和成盐，通过分散乳化得到环保型水性阴离子聚氨酯胶粘剂。

该方法中通过加入树枝状大分子——树枝状聚酰胺胺作为扩链剂，不仅可以有效引入极性基团，降低聚氨酯预聚物的黏度，大大减少有机溶剂的使用。

树枝状大分子(dendrimer)，是指具有枝枝状结构的有机分子。树枝状结构分两种，一种是理想完美状态的树枝状结构，一般所指的树枝状分子如无特别说明，均指完美结构的；还一种是有缺陷的树枝状结构的有机分子，这类结构通常称之为超支化分子。1978年，Vogtle等人第一次报道了通过迭代方法获得分支分布结构，首次提出重复合成的思想；1979年Denkewelter首次合成了以l-赖氨酸为基的树枝状大分子，并对其性能进行了表征；1985年DOW化学公司的Tomalia和加州理工学院的Newkome先后提出了树枝状大分子概念并分别合成了两种不同树枝形高分子。

树枝状大分子的结构具有以下特点：

a)精确的分子结构：可以在分子水平上得到严格控制，分子量分散系数近似为1；

a)高度的几何对称性：结构均匀性；

b)大量的官能团：多功能性；

c)分子内有内腔：主客体化学和分子催化；

d)分子量具有可控性：源于其合成方法；

e)分子本身具有纳米尺寸：球状结构，几到几十纳米。

树枝状大分子因结构特点带来了一些优异的性能特点：

a)好的流体力学性能，有利于成型加工；可作流变学改性剂；