[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

说明书

本发明属于水性聚氨酯技术领域。本发明提供了一种高固含量阳离子水性聚氨酯乳液，制备原料包含质量比为200～258：215～275：2～7的预聚体A、预聚体B、中和剂；预聚体A由多元醇、蓖麻油、异氰酸酯、小分子扩链剂、硅烷偶联剂、溶剂、水制备得到；预聚体B由多元醇、蓖麻油、异氰酸酯、小分子扩链剂、亲水扩链剂、硅烷偶联剂、溶剂、水制备得到。本发明还提供了一种高固含量阳离子水性聚氨酯乳液的制备方法。本发明的亲水扩链剂用量少，降低了乳液粘度，原料成本下降；水性聚氨酯的固含量高，有效降低水分挥发负荷、缩短成膜和干燥时间；乳液成膜的拉伸强度和断裂伸长率显著提高，粘度显著降低；储存稳定性好。

技术领域

本发明涉及水性聚氨酯技术领域，尤其涉及一种高固含量阳离子水性聚氨酯乳液及其制备方法。

背景技术

水性聚氨酯以水为分散介质，具有无溶剂、无臭味、无污染、不燃、与其他乳液易掺混、有利于改性等特点，已被广泛应用于胶粘剂、涂料、纸张涂层、皮革涂饰剂、纤维或织物处理剂等产品中。

水性聚氨酯根据其引入的基团带电性不同，可分为阴离子型、阳离子型、非离子型和两性型。水性聚氨酯在实际应用中还存在许多缺点，如粘结力小、力学性能较低、耐水性差等，无法满足实际应用的需要。因此，生产高固含量水性聚氨酯产品，是水性聚氨酯乳液的发展方向之一。常用的聚醚型水性聚氨酯在反应过程中，体系粘度随着反应的进行不断提高，高粘度导致反应进行困难，生成的聚合物分子量差异较大，亲水基团分布不均匀，导致聚醚型水性聚氨酯的固含量较低，限制了聚醚型水性聚氨酯的应用。

阳离子型水性聚氨酯的骨架上带有阳离子，使其具有独特的性能，在皮革、涂料、纺织和造纸等领域有着较好的应用。然而，现有技术中的阳离子型水性聚氨酯乳液往往难以同时实现高固含量、高力学性能、较快的成膜速度和低粘度。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种高固含量阳离子水性聚氨酯乳液及其制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种高固含量阳离子水性聚氨酯乳液，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。

作为优选，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。

作为优选，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。

作为优选，所述亲水扩链剂包含N-甲基二乙醇胺、乙二胺基乙磺酸钠、叔丁基二乙醇胺、3-二甲胺基-1,2-丙二醇中的一种或几种。

作为优选，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。

作为优选，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。