[发明专利]水性聚氨酯分散体及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种水性聚氨酯分散体及其制备方法和应用，该水性聚氨酯分散体主要由特定配比的异氰酸酯、小分子二元醇、催化剂、结晶性二聚酸型聚酯多元醇、氨基磺酸型扩链剂、水以及胺类扩链剂制备而成。本发明的水性聚氨酯分散体整体能够达到固含量大于45％，热活化温度在50～70℃，储存稳定性大于6个月，与PVC合成革、ABS、PP有着良好的初始附着力与优异的最终粘接强度，通过添加固化剂能进一步保证优异的耐热老化性能，保证聚氨酯胶粘剂对PVC合成革与ABS、PP低表面能材质热活化粘结综合性能要求。

技术领域

本发明涉及聚氨酯材料技术领域，具体涉及一种水性聚氨酯分散体及其制备方法和应用。

背景技术

水性聚氨酯分散体是指以水替代传统有机溶剂作为分散介质的新型二元胶体非均相聚氨酯体系，其中聚氨酯分子分散在连续的水性介质中。根据聚氨酯分子链上是否含有离聚物，可以将水性聚氨酯分为阴离子型聚氨酯分散体、阳离子型聚氨酯分散体和非离子型聚氨酯分散体三类。目前水性聚氨酯的制备方法主要采用自乳化法及外乳化法两种。自乳化法是指聚氨酯链段中含有亲水成分，无需外加乳化剂即可制备水性聚氨酯。外乳化法必须添加乳化剂才能得到水性聚氨酯。外乳化法残留的亲水性小分子乳化剂会影响固化胶膜的性能。因而，目前市面上主要以自乳化法制备的阴离子水性聚氨酯为主。

由于水性聚氨酯分散体以水做分散介质，体系的表面张力大，不利于润湿塑料基材，即便引入添加型的润湿剂仍然无法促使聚氨酯分子链与低表面能的塑料基材具有良好的初始粘接力。尤其是，近些年来，随着新型机动车轻量化的发展，塑料制品开始在机车内部装饰件中得到广泛的应用。常规含水性聚氨酯分散体的聚氨酯胶粘剂无法有效满足塑料基材及其复合材料装饰件的间歇式批量化包覆生产工艺(流水化作业生产线，不会喷涂胶液完就立刻贴合压紧，需要集中静置，批量处理)要求。因而目前国内机车装饰件大多依然采用以氯丁胶为主的溶剂型胶粘剂以及聚氨酯热熔胶。但是，溶剂型胶粘剂易燃污染环境，损害施工人员的身体健康，且夹在装饰件中的有机溶剂会不断缓慢释放，同样不利于驾驶人员的身心健康。

发明内容

基于此，有必要提供一种水性聚氨酯分散体及其制备方法和应用，能够促使聚氨酯分子链与低表面能的塑料基材具有良好的初始粘接力，并能够保证水性聚氨酯胶粘剂满足间歇式批量化喷涂包覆生产工艺要求，基本不挥发有机溶剂，更环保。

本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种水性聚氨酯分散体，主要由如下重量份的各原料制备而成：二异氰酸酯15～22份，双酚A型聚醚多元醇4～8份，催化剂0.001～0.05份，结晶性二聚酸型聚酯多元醇60～80份、亲水性低沸点溶剂60～120份、氨基磺酸型扩链剂0.5～3份、水50～120份，以及胺类扩链剂0.3～1份；其中，所述结晶性二聚酸型聚酯多元醇的官能度为2～2.5，分子量为1000-3000g/moL；所述双酚A型聚醚多元醇选自双羟乙基双酚A或双酚A双异丙醇基醚中的至少一种。

优选地，所述的水性聚氨酯分散体主要由如下重量份的各原料制备而成：二异氰酸酯16～20份、小分子二元醇4.5～7.8份、催化剂0.001～0.02份、结晶性二聚酸型聚酯多元醇65～80份、氨基磺酸型扩链剂1.2～2.8份、水80～120份以及胺类扩链剂0.5～1份。

在其中一些实施例中，所述二异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述氨基磺酸型扩链剂选自A95、X506、PPS中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述双酚A型聚醚多元醇选自Dianol320、Dianol220、AgodiolP2、D-33、BA-P2、BSA-30F、BSA-20F中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述胺类扩链剂选自乙二胺或己二胺中的至少一种。