[发明专利]一种水性聚氨酯分散体的制备方法

说明书

本发明涉及一种水性聚氨酯分散体的制备方法。该水性聚氨酯分散体是以氨基酸开环脂肪族单环氧树脂后得到的产物为原料制备的。与现有技术相比，本发明的水性聚氨酯分散体分子链中同时含有羧基和氨基，属于两性树脂，羧基的存在增加了树脂的极性，从而增加了树脂在基材的附着，提升了耐热性，遇热不易开胶，叔胺基团的引入又可以中和体系中存在的酸性物质，提升聚酯类聚氨酯的抗水解性，降低乳液粘度。

技术领域

本发明涉及基于水性聚氨酯分散体，具体涉及水性聚氨酯分散体的制备方法及其在密封剂和胶黏剂中的应用。

背景技术

水性聚氨酯可用于密封剂和胶黏剂领域是公知的，为提升水性聚氨酯的综合性能，常常需要对聚氨酯进行改性，如环氧改性，丙烯酸树脂改性，有机硅改性等，而环氧改性是尤为重要的一种改性方法。传统的环氧改性聚氨酯的方法是利用环氧树脂中的羟基和二异氰酸酯反应，将环氧接到聚氨酯链上来实现，但是环氧树脂中的环氧基团未被开环，在后期容易被三乙胺、水、羟基等亲核试剂进攻发生开环反应，造成乳液存储稳定性及粘接性能下降。

CN103409100B公开了一种环氧改性的水性聚氨酯，在聚氨酯分子链中引入二氨基改性的环氧树脂，环氧树脂中环氧基团被氨基开环，大大提高了乳液的储存稳定性，但是二氨基改性的环氧树脂结构中的端氨基和链结构中的仲氨基都可以与二异氰酸酯形成脲键，存在多个氨基活性位点，聚氨酯分子链交联度大幅度增加，分子链的运动能力受限，不能充分活化，粘性下降。

DE19954500A采用二羟甲基丙酸将羧酸根引入到聚氨酯中。羧酸根的存在增加了分子链的极性，提高了树脂在基材的附着，然而，二羟甲基丙酸以固体形式存在，不利于聚氨酯的制备，同时由于其亲水性较弱，需要大量的亲水基团，不利于制备高固含低粘度产品，由此获得的粘结剂耐热性也偏差，加热后易脱胶，满足不了胶黏剂的要求。

CN106916273A公开了一种聚氨酯脲水性分散体，通过在聚氨酯分子链上引入一定量的侧生羧基，增加了与基材的附着，提升了耐热，但是羧酸的引入加速了聚酯型聚氨酯的水解，缩短了产品的保质期。

CN110330935A公开了一种自交联水性聚氨酯分散体，分子链上同时含有阴、阳离子官能团，在贴合初期，不同聚氨酯分子链上的阴、阳离子基团即相互形成键能很高的离子键，提供很强的自交联作用，同时与聚氨酯软段分子链的结晶进行协同作用，迅速提高聚氨酯胶粘剂初期粘接强度。但是阴阳离子的引入并未提升在基材上的附着，是靠胶膜和胶膜之间的相互作用提升粘接强度，同时引入到聚氨酯链上的叔胺离子需要外加盐酸中和，使VOC增加，污染环境，给工人健康造成威胁。

因此，开发一种存储稳定性好，附着力高，粘接强度好，耐热性优异，同时兼顾乳液粘度低的绿色环保树脂，已成为本领域亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，目的是提供一种环氧改性的水性聚氨酯分散体和制备方法。该方法提高了和基材的附着，提升了产品的耐热性能，同时聚氨酯分子链中引入了叔胺基团，其可以吸收体系中存在的酸性物质，提高了产品的抗水解性，同时叔胺成盐后可以压缩双电层，降低乳液粘度。

为了实现以上发明目的，本发明的技术方案如下：

一种水性聚氨酯分散体，所述分散体由以下组分反应制得：

a)至少一种数均分子量在500-10000g/mol的羟基官能度≥2的多元醇组分；

b)任选的数均分子量在60-399g/mol的多元醇组分；

c)至少一种氨基酸开环脂肪族单环氧树脂后得到的羟基官能度≥2的组分，其具有如下结构：