[发明专利]一种高固含量阳离子水性聚氨酯乳液及其制备方法

权利要求书

1.一种高固含量阳离子水性聚氨酯乳液，其特征在于，制备原料包含质量比为205~258：217~275：2~7的预聚体A、预聚体B、中和剂；

预聚体A由如下质量份的原料制备得到：多元醇35~45份、蓖麻油5~8份、异氰酸酯20~30份、小分子扩链剂3~5份、硅烷偶联剂0.1~0.5份、溶剂40~50份、水100~120份；

预聚体B由如下质量份的原料制备得到：多元醇30~40份、蓖麻油5~8份、异氰酸酯25~35份、小分子扩链剂3~5份、亲水扩链剂3~7份、硅烷偶联剂0.1~0.3份、溶剂40~50份、水110~130份；

所述亲水扩链剂包含N-甲基二乙醇胺、叔丁基二乙醇胺、3-二甲胺基-1,2-丙二醇中的一种或几种；

预聚体A中的小分子扩链剂为一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、3-甲基戊二醇或2-甲基-2-乙基丙二醇；

预聚体B中的小分子扩链剂为戊二胺、环己二胺、水合肼或N-胺乙基乙醇胺；

在预聚体B的制备过程中将部分小分子扩链剂在乳液形成后加入，进行后扩链反应。

2.根据权利要求1所述的高固含量阳离子水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述多元醇包含聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己内酯多元醇、聚丙二醇和聚碳酸酯二元醇中的一种或几种。

3.根据权利要求1或2所述的高固含量阳离子水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述异氰酸酯包含苯二甲撑二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、2,2,4-三甲基己烷二异氰酸酯和萘-1,5-二异氰酸酯中的一种或几种。

4.根据权利要求3所述的高固含量阳离子水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、丙酮或二甲基亚砜；硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷；所述中和剂包含磷酸、植酸、乙醇酸或硫酸甲酯。

5.权利要求1~4任意一项所述的高固含量阳离子水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

1）在保护气氛下，将预聚体A的原料中的多元醇、蓖麻油、异氰酸酯、小分子扩链剂和硅烷偶联剂进行反应，反应过程中加入溶剂降低粘度，反应产物和水进行乳化反应，得到预聚体A；

2）在保护气氛下，将预聚体B的原料中的多元醇、蓖麻油、异氰酸酯、50~70%的小分子扩链剂、亲水扩链剂和硅烷偶联剂进行第一反应，反应过程中加入溶剂降低粘度，第一反应产物和剩余小分子扩链剂进行第二反应，第二反应产物和水进行乳化反应，得到预聚体B；

3）将预聚体B滴加到预聚体A中，加入中和剂进行反应后减压蒸馏，得到高固含量阳离子水性聚氨酯乳液。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1）所述反应的温度为75~85℃，反应的时间为2~5h，乳化反应的搅拌速率为500~800r/min，乳化反应的温度为15~35℃，乳化反应的时间为20~30min。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤2）所述第一反应的温度为75~85℃，时间为1~4h，搅拌速率为1500~2000r/min，第二反应的时间为0.5~1.5h；乳化反应的搅拌速率为1500~2000r/min，温度为15~35℃，时间为25~35min。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤3）加入中和剂后反应液的pH值为6.5~7.5。