专利名称：一种具有嵌段结构的聚酯多元醇及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有嵌段结构的聚酯多元醇及其应用，属于高分子材料技术领域。
背景技术：
聚酯多元醇作为聚氨酯行业中的最重要的原料之一，在合成弹性体、胶粘剂、鞋底原液、聚氨酯浆料等产品中具有广泛应用。聚酯多元醇在分子链结构中主要是作为软段。以聚酯多元醇作为软段的聚氨酯具有良好的伸长率、柔软性、回弹性等物理性能。弹性聚酯多元醇还可应用于聚氨酯柔感涂料中，然而目前我国缺乏弹性聚酯多元醇的生产技术，涂料企业只能购买拜耳公司的部分或全部相关产品来配制柔感涂料。柔感涂料是指具有柔软触感效果的涂料，是弹性聚氨酯涂料的一个新品种。柔感涂料最突出的特点是具有类似橡胶的高弹性、高强度、高耐磨、高抗裂和高抗冲性能，除了在汽车内饰件涂装领域应用以外.还可在电器遥控器外壳、写字用笔的笔套、手机、数码相机外壳等领域使用。目前水性聚氨酯柔感涂料能有效降低高有机物挥发(VOC)，减少环境污染，已成为新的研发热点。例如在DE-A4406159中，水性聚氨酯柔感涂料不单具有溶剂型聚氨酯涂料的耐磨性、耐腐蚀性、耐化学品性等特点，还具有水性体系的低VOC的特点。有文献(Lichong Zhou, Bernard Koltisko Rhodia Inc.2005. DEVELOPMENT OF SOFT FEEL COATINGS WITH WARTERBORNE P0LYURETHANE)直接利用单组份水性聚氨酯、含端羟基水性聚氨酯、亲水性固化剂及少量助剂等工业成品配制了双组份水性聚氨酯柔感涂料，但未提及各组分的具体物质组成及含量。US6458898B1将多元酸、多元醇等组分直接混合后，与异氰酸酯反应制得双组份聚氨酯涂料，这类涂料应用于柔性底材上，特别是汽车零部件中塑料成形件上。CN 1760330以聚氨酯-聚脲混合物、含羟基端聚酯-聚氨酯分散体与亲水性异氰酸酯等工业成型品直接配制柔感发泡涂料。但上述文献资料都未涉及制备具有嵌段结构的聚酯多元醇的方法，以及利用所述聚酯多元醇得到水性聚氨酯和聚氨酯多元醇分散体制备相应的柔感涂料的方法。
发明内容
针对现有技术中适用于制备水性聚氨酯和聚氨酯多元醇分散体，进一步制备柔感涂料的具有嵌段结构的聚酯多元醇的种类较少的缺陷，本发明的目的之一在于提供一种具有嵌段结构的聚酯多元醇。本发明的目的之二在于提供本发明所述具有嵌段结构的聚酯多元醇的应用，所述聚酯多元醇可用于水性聚氨酯、聚氨酯多元醇分散体的制备，通过所述水性聚氨酯和聚氨酯多元醇分散体可进一步制备水性聚氨酯柔感涂料。为实现上述目的，本发明的技术方案如下一种具有嵌段结构的聚酯多元醇，所述聚酯多元醇为B-A-B型嵌段共聚物；
其中A为羧基端脂肪族聚酯，结构式为
权利要求
1.一种具有嵌段结构的聚酯多元醇，其特征在于所述聚酯多元醇为B-A-B型嵌段共聚物；其中A为羧基端脂肪族聚酯，结构式为
2.一种如权利要求1所述的具有嵌段结构的聚酯多元醇的制备方法，其特征在于所述方法具体步骤如下步骤一、羟基端芳香族聚酯与羧基端脂肪族聚酯的合成在反应釜a、b中，分别同时进行羟基端芳香族聚酯与羧基端脂肪族聚酯的合成；(1)在反应釜a中，进行羟基端芳香族聚酯的合成将118 168重量份数的芳香族二元酸或芳香族二元酸酐、70 202重量份数的二元醇和0. 2 3. 7重量份数的催化剂加入反应釜a中，通入N2,待反应釜a中空气完全排出后，开始加热，待上述反应物溶解后开始搅拌，当反应釜a中温度升高到140°C时，控制升温速率为10 15°C /h,当温度升至240°C时恒温反应，从反应釜a中取样测酸值，当酸值 (3mgK0H/g时，停止反应，得到羟基端芳香族聚酯；自然降温；(2)在反应釜b中，进行羧基端脂肪族聚酯的合成将122 210重量份数的脂肪族二元酸、68 202重量份数的二元醇和0. 2 4. 3重量份数的催化剂加入反应釜b中，通入N2，待反应釜b中空气完全排出后，开始加热，待上述反应物溶解后开始搅拌，当反应釜b中温度升高到140°C时，控制升温速率为10 15°C /h, 当温度升至240 °C后恒温反应，当反应釜a中样品的酸值彡3mgK0H/g时，停止反应釜b中的反应，得到羧基端脂肪族聚酯；自然降温；步骤二、具有嵌段结构的聚酯多元醇的合成在降温过程中对反应釜b中温度进行监测，当反应釜b中温度降到140°C时，将94 178重量份数的羧基端脂肪族聚酯加入到反应釜a中，在搅拌条件下，控制升温速率为10 15°C /h,当反应釜a中温度升至240°C时恒温，从反应釜a中取样测酸值，当酸值彡3mgK0H/ g时，停止反应，自然降温至80 100°C后取出，得到一种具有嵌段结构的聚酯多元醇；
3.—种水性聚氨酯，其特征在于所述水性聚氨酯采用下述方法制备得到，所述方法具体步骤如下将具有嵌段结构的聚酯多元醇在110 120°C真空干燥1 池后，取90 183重量份数与3 9重量份数的二羟甲基丙酸加入反应釜c中，加入5 10重量份数的N-甲基吡咯烷酮，通入队，进行搅拌，搅拌速率为300 500rad/min ；当反应釜c中温度升到140°C 后，恒温1小时，自然降温到75 80°C，加入3. 2 9. 5重量份数的六亚甲基二异氰酸酯、 3. 5 8重量份数的异佛尔酮二异氰酸酯和0. 1 0. 5重量份数的催化剂，反应2 3小时后，从反应釜c中取样测异氰酸酯基的含量，当异氰酸酯基的含量为零时，自然降温到 40°C，加入3 8重量份数的三乙胺，反应20min后加入含有5 11重量份数的三乙烯二胺的水溶液，搅拌池，搅拌速率为1500 2000rad/min，得到一种水性聚氨酯；其中，所述具有嵌段结构的聚酯多元醇为如权利要求1所述的一种具有嵌段结构的聚酯多元醇；所述三乙烯二胺的水溶液的浓度为0. 044 0. llg/ml ；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或二辛酸二丁基锡中的一种；所述六亚甲基二异氰酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为3 2。
4.一种聚氨酯多元醇分散体，其特征在于所述聚氨酯多元醇分散体采用下述方法制备得到，所述方法具体步骤如下将所述具有嵌段结构的聚酯多元醇在110 120°C真空干燥1 池后，取98 210重量份数与3 8重量份数的二羟甲基丙酸加入反应釜d中，加入5 10重量份数的N-甲基吡咯烷酮，通入队，进行搅拌，搅拌速率为300 500rad/min ；当反应釜d中温度升到 140°C后，恒温1小时，自然降温到75 80°C，加入3 8. 4重量份数的六亚甲基二异氰酸酯、2. 9 7重量份数的异佛尔酮二异氰酸酯和0. 1 0. 5重量份数的催化剂，反应2 3 小时后，从反应釜d中取样测异氰酸酯基的含量，当异氰酸酯基的含量为零时，自然降温到 40°C，加入3 5重量份数的三乙胺，反应20min后得到预聚物，将所述预聚物加入到搅拌条件下的90 ^Oml水中，搅拌池，搅拌速率为1500 2000rad/min，得到一种聚氨酯多元醇分散体；其中，所述具有嵌段结构的聚酯多元醇为如权利要求1所述的一种具有嵌段结构的聚酯多元醇；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或二辛酸二丁基锡中的一种；所述六亚甲基二异氰酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为3 2。
5.一种水性聚氨酯柔感涂料，其特征在于所述水性聚氨酯柔感涂料为水性聚氨酯、聚氨酯多元醇分散体、亲水性固化剂、助剂和水，其中 水性聚氨酯20 40重量份数，聚氨酯多元醇分散体 20 40重量份数， 亲水性固化剂5 20重量份数，助剂1 5重量份数，水5 20重量份数；其中，所述水性聚氨酯为如权利要求3所述的一种水性聚氨酯； 所述聚氨酯多元醇分散体为如权利要求4所述的一种聚氨酯多元醇分散体； 所述亲水性固化剂为亲水性脂肪族聚异氰酸酯； 所述助剂为润湿分散剂、消泡剂或流平剂中的一种或一种以上的混合物。
6.根据权利要求5所述的水性聚氨酯柔感涂料，其特征在于所述亲水性固化剂为 Bayhydur 3100。
7.根据权利要求5所述的水性聚氨酯柔感涂料，其特征在于其中润湿分散剂为 190，消泡剂为BYK 024，流平剂为肌K 381。
8.—种如权利要求5所述的水性聚氨酯柔感涂料的制备方法，其特征在于所述制备方法步骤如下将水性聚氨酯与聚氨酯多元醇分散体混合搅拌20 60min后，加入助剂，搅拌20 60min后，加入亲水性固化剂和水，搅拌30 60min后，得到一种水性聚氨酯柔感涂料； 其中，所述搅拌速率为500 1000rad/min。
全文摘要
本发明公开了一种具有嵌段结构的聚酯多元醇及其应用，属于高分子材料技术领域。所述聚酯多元醇为B-A-B型嵌段共聚物，其中A为羧基端脂肪族聚酯，结构式为其中R1为(CH2)a，1≤a≤10；R2为(CH2)b，2≤b≤12；m≥1；B为羟基端芳香族聚酯，结构式为其中R3为R4为(CH2)c，2≤c≤12，n≥1，a、b、m、n、c均为自然数。本发明还公开了所述聚酯多元醇的制备方法，通过所述聚酯多元醇可制备水性聚氨酯、聚氨酯多元醇分散体，进而得到一种水性聚氨酯柔感涂料。所述水性聚氨酯柔感涂料为水性聚氨酯、聚氨酯多元醇分散体、亲水性固化剂、助剂和水，所得柔感涂料具有良好的柔韧性和触感。
文档编号C08G18/42GK102492119SQ20111038193
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者周明吉, 矫庆泽, 赵芸 申请人:北京理工大学