专利名称：一种环保型水性聚氨酯及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种环保型水性聚氨酯及其制备方法，属化工领域。
背景技术：
聚氨酯具有良好的耐低温、耐磨性以及柔韧性，它的粘结强度大，且具有良好的阻尼性能，应用特别广泛，传统的聚氨酯一般为溶剂型，其挥发性有机化合物排放大，对环境污染较为严重。随着对环保的关注以及对聚氨酯材料性能要求的提高，水性聚氨酯越来越受到重视，成为研究与开发的热点。以2，6甲苯ニ异氰酸酯(TDI)及聚こニ醇(PEG3000)为原料制备水性聚氨酯的常规エ艺中，需要加入大量的溶剂才能使溶液分散均匀。所用溶剂大都是有毒有机物，挥发性较强，制备过程中及制成成品后均对人体健康有一定的影响，而且使用有机溶剂的成本较 高。因此本专利发明了ー种水性聚氨酯及其制备方法，降低了有机溶剂的用量，是ー种环保型水性聚氨酷。
发明内容
本发明的目的是提供ー种以2，6甲苯ニ异氰酸酯(TDI)及聚こニ醇(PEG3000)为原料的环保型水性聚氨酯及其制备方法。为实现以上目的，本发明的环保型水性聚氨酯，其预聚体的原料为2，6甲苯ニ异氰酸酯(TDI)、聚乙ニ醇(PEG3000)、1，4- 丁ニ醇(BDO)、ニ羟甲基丙酸(DMPA)，其中TDI与PEG3000、DMPA、BDO的摩尔比为I. 3:1-1. 4:1,BDO占预聚体总质量的2%_3%，DMPA占预聚体总质量的5%-6%。其中加入小分子扩链剂BOD可大大降低PEG3000的用量，节省了原料，降低了成本。该水性聚氨酯的制造方法为
原料的预处理经实验发现，用未经过脱水处理的原料进行反应，会使得反应后期的粘度増大，得到的乳液稳定性差，所以制备水性聚氨酯乳液的原料在前期都要进行脱水处理，即将TDI、PEG3000及N-甲基吡咯烷酮进行脱水处理。水性聚氨酯乳液的制备容器中加入聚こニ醇(PEG3000)、ニ羟甲基丙酸(DMPA)，升温至75で，加入2，6甲苯ニ异氰酸酯(TDI)及适量二月桂酸ニ丁基锡催化剂，反应120min。在反应过程中，加入N-甲基吡咯烷酮以降低粘度。反应后加入小分子扩链剂
1,4-丁ニ醇(BDO)，反应90min。降温至40°C，加入三こ胺中和成盐，反应3_5min。加水乳化60min，得到水性聚氨酯乳液。如上所述，加入N-甲基吡咯烷酮的量为预聚体总质量的10%_15%，加入水的量为预聚体总质量的2-2. 5倍，加入三こ胺的物质的量与DMPA的物质的量相同。本发明产生的有益效果为，在制备过程中，预聚体反应完成后，加入三こ胺，溶液中的-COOH与三こ胺中的-NH3反应生成铵盐，使得预聚体能顺利在水中乳化，这样就省去了用有机溶剂溶解预聚体的过程，減少了有机溶剂的使用。另外，本专利为降低黏度选用的溶剂为N-甲基吡咯烷酮，该有机物毒性小，使用较少的量即可对本体系有较好的溶解效果，因此，再一次減少了有机溶剂的使用量，降低了成本，而且降低了对人体的危害，形成一种环保型水性聚氨酷。
实施例实施例I :
一种环保型水性聚氨酷，预聚体的原料中TDI与PEG3000、DMPA、BD0的摩尔比为I. 3:1，BDO占预聚体总质量的2%，DMPA占预聚体总质量的5%。其制备方法为，首先将TDI、PEG3000及N-甲基吡咯烷酮进行脱水处理。在容器中加入PEG3000、DMPA，升温至75°C，加入TDI及适量二月桂酸ニ丁基锡催化剂，反应120min。在反应过程中，加入预聚体总质量15%的N-甲基吡咯烷酮以降低粘度。反应后加入小分子扩链剂BD0，反应90min。降温至40 V，加入三こ胺中和成盐，其中三こ胺的物质的量与DMPA的物质的量相同，反应3-5min。加入预聚体总质量2倍的水进行乳化60min，得到水性聚氨 酷乳液。所得乳液呈半透明带蓝光，稳定性好，固含量为30. 9%，吸水率为26%，拉伸强度为
19.32MPa,断裂伸长率为448%。实施例2:
一种环保型水性聚氨酷，预聚体的原料中TDI与PEG3000、DMPA, BDO的摩尔比为
I.35:1, BDO占预聚体总质量的2%，DMPA占预聚体总质量的5%。其制备方法为，首先将TDI、PEG3000及N-甲基吡咯烷酮进行脱水处理。在容器中加入PEG3000、DMPA，升温至75°C，加入TDI及适量二月桂酸ニ丁基锡催化剂，反应120min。在反应过程中，加入预聚体总质量15%的N-甲基吡咯烷酮以降低粘度。反应后加入小分子扩链剂BD0，反应90min。降温至40 V，加入三こ胺中和成盐，其中三こ胺的物质的量与DMPA的物质的量相同，反应3-5min。加入预聚体总质量2倍的水进行乳化60min，得到水性聚氨酷乳液。所得乳液呈半透明带蓝光，稳定性好，固含量为30. 2%，吸水率为35%，拉伸强度为
20.27MPa，断裂伸长率为515%。
权利要求
1.一种环保型水性聚氨酯，其特征在于其预聚体的原料为2，6甲苯ニ异氰酸酷(TDI)、聚こニ醇(PEG3000)、1，4- 丁ニ醇(BDO)、ニ 羟甲基丙酸(DMPA)，其中 TDI 与PEG3000、DMPA、BDO的摩尔比为I. 3:1-1. 4:1,BDO占预聚体质量的2%_3%，DMPA占预聚体质量的5%-6%。
2.制备如权利要求I所述的ー种环保型水性聚氨酯的方法，其特征在于 步骤(I)原料的预处理将TDI、PEG3000及N-甲基吡咯烷酮进行脱水处理 步骤(2)水性聚氨酯乳液的制备容器中加入PEG3000、DMPA，升温至75°C，加入TDI及适量二月桂酸ニ丁基锡催化剂，反应120min ;在反应过程中，加入N-甲基吡咯烷酮以降低粘度；反应后加入小分子扩链剂BD0，反应90min ;降温至40°C，加入三こ胺进行中和反应生成盐；加水乳化，得到水性聚氨酯乳液。
3.如权利要求2所述制备如权利要求I所述的ー种环保型水性聚氨酯的方法，其特征在于步骤⑵中所述N-甲基吡咯烷酮的量为预聚体总质量的10%-15%。
4.如权利要求2所述制备如权利要求I所述的ー种环保型水性聚氨酯的方法，其特征在于步骤(2)中所述水的量为预聚体总质量的2-2. 5倍。
5.如权利要求2所述制备如权利要求I所述的ー种环保型水性聚氨酯的方法，其特征在于步骤(2)中所述三こ胺的物质的量与DMPA的物质的量相同。
6.如权利要求2所述制备如权利要求I所述的ー种环保型水性聚氨酯的方法，其特征在 于步骤(2)中所述中和反应的反应时间为3-5min。
7.如权利要求2所述制备如权利要求I所述的ー种环保型水性聚氨酯的方法，其特征在于步骤(2)中所述加水乳化的时间为60min。
全文摘要
一种环保型水性聚氨酯及其制备方法，其预聚体的原料为TDI、PEG3000、BDO、DMPA，其中TDI与PEG3000、DMPA、BDO的摩尔比为1.3:1-1.4:1，BDO占预聚体总质量的2%-3%，DMPA占预聚体总质量的5%-6%。其制备方法为预聚体反应完成后，再经过三乙胺中和成盐及加水乳化，得到水性聚氨酯乳液。经过该方法制备的聚氨酯大大减少了有机溶剂的用量，减少了有机溶剂对人体健康的危害，并降低了成本，是一种环保型水性聚氨酯。
文档编号C08G18/48GK102838721SQ201210297808
公开日2012年12月26日 申请日期2012年8月21日 优先权日2012年8月21日
发明者苏建丽 申请人:青岛文创科技有限公司