专利名称：一种粉状聚氨酯树脂的制备方法
专利说明一种粉状聚氨酯树脂的制备方法 本发明涉及化工技术领域，具体的说是一种粉状聚氨酯树的制备方法。聚氨酯树脂粉目前采用热塑性聚氨酯弹性粒料深冷粉碎的方法生产，热塑性聚氨酯弹性体弹性高、玻璃化温度低，给聚氨酯胶粉的生产带来很大困难。而且热塑性聚氨酯弹性粒料目前主要采用本体聚合法生产，反应温度高，工艺要求严格，设备投资大，生产成本较高，使的目前聚氨酯胶粉的价格居高不下。此外，由于本体法反应温度高达200℃以上，生产离子型聚氨酯难度较大，离子型聚氨酯目前只能通过溶液聚合制备或制备成水分散体产品，给离子型聚氨酯弹性体的应用与发展带来很大限制。可以极大地方便聚氨酯胶粉的生产，特别方便是离子型聚氨酯树脂的生产。本发明的目的是为了克服现有技术的不足，通过将聚氨酯水分散体的制备与喷雾干燥工艺的结合，提供一种新型的粉状聚氨酯树脂的制备与生产方法。
为实现上述目的，提供一种粉状聚氨酯树脂的制备方法，由主料和辅料组成，主料为(A)脂肪族或芳香族的二异氰酸酯、(B)具有至少一种含有两个或两个以上羟基的大分子或小分子二元醇或多元醇、(C)具有氨基和/或羟基的低分子化合物；辅料为(D)含有三聚异氰酸酯环的低分子三元醇化合物、(E)含有离子基团的小分子多元醇、(F)中和剂、(G)阴离子或阳离子或非离子表面活性剂。(A)脂肪族或芳香族的二异氰酸酯可以是TDI-100、TDI-80、MDI、HMDI、IPDI、HDI、NDI，XDI等。(B)具有至少一种含有两个或两个以上羟基的大分子或小分子多元醇可以是蓖麻油、氢化蓖麻油、甘油、三羟甲基丙烷、聚醚多元醇或聚酯多元醇等。(C)具有氨基和/或羟基的低分子化合物可以是乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、甲基丙二醇、乙二胺、三乙烯二胺、一缩二乙二醇等。(D)含有三聚异氰酸酯环的低分子三元醇化合物，通常是赛克。(E)含有离子基团的小分子二元醇或多元醇，可以是含有可季铵化基团的小分子二元醇如甲基二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、三乙烯二胺等阳离子型；可以是含有COOH基团的小分子多元醇如二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、含有COOH基团的半酯等。(F)中和季铵盐的中和剂可以是乙酸、盐酸、甲酸、己二酸无机或有机酸；中和COOH的中和剂可以是氢氧化钠、氢氧化钾等无机碱，也可以是三乙胺、氨水等有机碱。(G)阴离子或阳离子或非离子表面活性剂。(一)制备聚氨酯乳液(1)预聚反应将(A)脂肪族或芳香族的二异氰酸酯与经过处理的(B)多元醇及部分或全部(C)，或物质(A)与经过处理的(B)使用全部的(D)及部分或全部(C)在40～80□进行预聚反应1～6小时；(2)扩链反应待预聚完毕后，加入剩余的低分子的二元醇或二元胺类扩链剂，或再加入占聚合物总量的2～20％的(E)进行扩链反应1～4小时；(3)降温扩链完毕后，将体系降温至25～35℃；(4)乳化加入全部的水和(G)，或加入(E)并加入与(E)相匹配的(F)，再加入全部的水和(G)乳化；(5)脱溶剂待乳化完全后脱去溶剂；(二)制备粉状聚氨酯树脂(6)然后喷雾干燥制成粉状。在制备聚氨酯乳液时使用物质(E)和(F)时，可以使用(G)，也可以不使用(G)。在制备聚氨酯乳液时使用(G)时，可以使用(E)和(F)，也可以不使用(E)和(F)。在合成时使用了物质(E)、(F)所得到的粉状聚氨酯树脂产品可溶于水。在合成时未使用物质(E)、(F)所得到的粉状聚氨酯树脂产品不溶于水。将该聚氨酯乳液通过喷雾干燥所制备得到的粉状聚氨酯树脂是热可塑性的，可以熔融，也可以溶于聚氨酯材料常用的溶剂中。
与现有技术相比，本发明具有工艺条件温和简捷、设备通用、生产成本低、产品性能易于调整的优势，因而值得推广。参见附
图1，1为预聚反应；2为扩链反应；3为降温；4为乳化；5为脱去溶剂；6为喷雾干燥；7为得成品。下面结合附图对本发明作进一步说明。脂肪族或芳香族的二异氰酸酯(A)与经过处理的多元醇(B)加部分或全部(C)，可以加全部的(D)也可不加，在40～80℃进行预聚反应1～6小时，预聚完毕后，加入剩余的低分子的二元醇或二元胺类扩链剂，同时也可加入占聚合物总量的2～20％的(E)，进行扩链反应1～4小时，扩链完毕后，将体系降温至25～35℃，加入与(E)相匹配的(F)及全部的水和(G)乳化，待乳化完全后脱去溶剂，得到聚氨酯水分散体，然后喷雾干燥制成粉状，即得到粉状聚氨酯树脂。
权利要求
1.一种粉状聚氨酯树脂，由主料和辅料组成，其特征在于主料为(A)脂肪族或芳香族的二异氰酸酯、(B)具有至少一种含有两个或两个以上羟基的大分子或小分子二元醇或多元醇、(C)具有氨基和/或羟基的低分子化合物；辅料为(D)含有三聚异氰酸酯环的低分子三元醇化合物、(E)含有离子基团的小分子多元醇、(F)中和剂、(G)阴离子或阳离子或非离子表面活性剂。
2.如权利要求书1所述的一种粉状聚氨酯树脂，其特征在于(A)脂肪族或芳香族的二异氰酸酯可以是TDI-100、TDI-80、MDI、HMDI、IPDI、HDI、NDI，XDI等。
3.如权利要求书1所述的一种粉状聚氨酯树脂，其特征在于(B)具有至少一种含有两个或两个以上羟基的大分子或小分子多元醇可以是蓖麻油、氢化蓖麻油、甘油、三羟甲基丙烷、聚醚多元醇或聚酯多元醇等。
4.如权利要求书1所述的一种粉状聚氨酯树脂，其特征在于(C)具有氨基和/或羟基的低分子化合物可以是乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、甲基丙二醇、乙二胺、三乙烯二胺、一缩二乙二醇等。
5.如权利要求书1所述的一种粉状聚氨酯树脂，其特征在于(D)含有三聚异氰酸酯环的低分子三元醇化合物，通常是赛克。
6.如权利要求书1所述的一种粉状聚氨酯树脂，其特征在于(E)含有离子基团的小分子二元醇或多元醇，可以是含有可季铵化基团的小分子二元醇如甲基二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、三乙烯二胺等阳离子型；可以是含有COOH基团的小分子多元醇如二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、含有COOH基团的半酯等。
7.如权利要求书1所述的一种粉状聚氨酯树脂，其特征在于(F)中和季铵盐的中和剂可以是乙酸、盐酸、甲酸、己二酸无机或有机酸；中和COOH的中和剂可以是氢氧化钠、氢氧化钾等无机碱，也可以是三乙胺、氨水等有机碱。
8.如权利要求书1所述的一种粉状聚氨酯树脂，其特征在于(G)阴离子或阳离子或非离子表面活性剂。
9.如权利要求书1所述的一种粉状聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于(一)制备聚氨酯乳液(1)预聚反应将(A)脂肪族或芳香族的二异氰酸酯与经过处理的(B)多元醇及部分或全部(C)，或物质(A)与经过处理的(B)使用全部的(D)及部分或全部(C)在40～80□进行预聚反应1～6小时；(2)扩链反应待预聚完毕后，加入剩余的低分子的二元醇或二元胺类扩链剂，或再加入占聚合物总量的2～20％的(E)进行扩链反应1～4小时；(3)降温扩链完毕后，将体系降温至25～35℃；(4)乳化加入全部的水和(G)，或加入(E)并加入与(E)相匹配的(F)，再加入全部的水和(G)乳化；(5)脱溶剂待乳化完全后脱去溶剂；(二)制备粉状聚氨酯树脂(6)然后喷雾干燥制成粉状。
10.如权利要求书1和9所述的一种粉状聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于在制备聚氨酯乳液时使用物质(E)和(F)时，可以使用(G)，也可以不使用(G)。
11.如权利要求书1和9所述的一种粉状聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于在制备聚氨酯乳液时使用(G)时，可以使用(E)和(F)，也可以不使用(E)和(F)。
12.如权利要求书1和9所述的一种粉状聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于在合成时使用了物质(E)、(F)所得到的粉状聚氨酯树脂产品可溶于水。
13.如权利要求书1和9所述的一种粉状聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于在合成时未使用物质(E)、(F)所得到的粉状聚氨酯树脂产品不溶于水。
14.如权利要求书1和9所述的一种粉状聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于将该聚氨酯乳液通过喷雾干燥所制备得到的粉状聚氨酯树脂是热可塑性的，可以熔融，也可以溶于聚氨酯材料常用的溶剂中。
全文摘要
本发明涉及化工技术领域，具体的说是一种粉状聚氨酯树的制备方法，由主料和辅料组成，主料为(A)脂肪族或芳香族的二异氰酸酯、(B)具有至少一种含有两个或两个以上羟基的大分子或小分子二元醇或多元醇、(C)具有氨基和/或羟基的低分子化合物；辅料为(D)含有三聚异氰酸酯环的低分子三元醇化合物、(E)含有离子基团的小分子多元醇、(F)中和剂、(G)阴离子或阳离子或非离子表面活性剂。与现有技术相比，本发明具有工艺条件温和简捷、设备通用、生产成本低、产品性能易于调整的优势，因而值得推广。
文档编号C08G18/00GK1654503SQ20051002356
公开日2005年8月17日 申请日期2005年1月25日 优先权日2005年1月25日
发明者白子文 申请人:白子文