一种超支化环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液及其制备方法
【技术领域】：
[0001] 本发明属于纺织材料技术领域，具体涉及一种超支化环氧树脂改性的水性聚氨酯 乳液及其制备方法。
【背景技术】：
[0002] 聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称，也称为PU，是在分子主链中含氨基甲酸酯键的一 类聚合物的统称，通常由异氰酸酯和多元醇加聚生成聚醚或聚酯软段与氨基甲酸酯硬段， 还含有相当数量的氨酯键。聚氨酯具有耐化学性、薄膜耐磨、耐高温、强度高、富有弹性，涂 饰制品结合力强等特点，而且聚氨酯的分子链结构及分子量可调，可软可硬，能够使用不同 使用要求，而且可以通过改变多异氰酸酯和多元醇等含有活泼氢的化学物的种类、用量和 工艺，得到各种性能的聚氨酯材料，因此在纺织印染领域有广泛的应用。
[0003] 传统的聚氨酯材料是以溶剂性为主，有机溶剂易燃、易爆、易挥发、气味大，使用时 溶液造成污染和散发毒性，因此随着人们对环境保护的日益重视，水性聚氨酯的开发和应 用引起了人们的关注。
[0004] 水性聚氨酯是以水为介质，体系中不含或者含很少的有机溶剂，不但保留了传统 溶剂型聚氨酯材料的一些优良特性，如良好的耐磨性、柔韧性、耐低温性和耐疲劳性，而且 还具有无毒、节能、安全、无污染、成本低、易加工等优点，在纺织涂料、印花粘合剂、纺织复 合胶、纺织涂层胶等领域有广泛的应用。然而单组分的水性聚氨酯缺乏良好的稳定性，且分 子量较低，与溶剂型聚氨酯相比在耐溶性、耐水性、强度、表面光泽度和鲜艳性方面都比较 低，因此需要对水性聚氨酯进行改性。
[0005] 中国专利CN 102432814A(公开日2012.5.2)公开的环氧树脂改性聚氨酯乳液，将 聚氨酯预聚体中接枝环氧树脂，通过DMPA扩链剂和三乙胺的促进下，在高速剪切条件下得 到环氧树脂改性的聚氨酯乳液，该乳液具有优异的力学性能、耐水性和耐溶剂性。中国专利 〇~ 10379002(^(公开日2014.5.14)公开的聚氨酯结构改性的环氧树脂上浆剂乳液及其制 备和应用，将双酸A型环氧树脂反应物在高温下抽真空脱水至无气泡产生，然后将干燥的环 氧树脂在氮气保护下计入异氰酸酯，加热反应得到聚氨酯结构改性的环氧树脂组合物，再 添加表面活性剂、抗氧化剂、流平剂和防冻剂，得到聚氨酯结构改性的环氧树脂上浆剂乳 液，该上浆剂乳液通过调节异氰酸酯组分的用量调节产品的集束性、耐磨性和韧性，得到应 用稳定性良好的上浆剂。
【发明内容】
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[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种超支化环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液及 其制备方法，采用超支化环氧树脂改性葡萄糖聚氨酯，得到耐溶性、耐水性、强度、表面光泽 度和鲜艳性方面都不低于溶剂型聚氨酯乳液的绿色聚氨酯乳液，而且比溶剂型聚氨酯乳液 更加绿色无毒，对环境无污染，成本低
[0007] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
[0008] 一种超支化环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述超支化环氧树脂 改性的水性聚氨酯乳液主要为环氧树脂改性的聚氨酯乳液，所述环氧树脂为超支化环氧树 月旨，所述聚氨酯为水性聚氨酯。
[0009] 优选地，所述环氧树脂为双酸A型环氧树脂。
[0010] 本发明还提供一种超支化环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在 于:包括以下步骤：
[0011] (1)按摩尔比，将10-15份的双元及多元胺与3-6份的双酚A型环氧树脂混合，加热 反应，得到超支化环氧树脂；
[0012] (2)按重量份计，在氮气环境下，将10-30份的异氰酸酯中加入1-2份的葡萄糖，混 合均匀后加入10-20份的多元醇中，70-90 °C下加热反应30-50min，然后加入3-15份的助剂， 继续反应30-40min，加入丙酮调节粘度，得到葡萄糖改性的聚氨酯；
[0013] (3)按重量份计，将20-40份的步骤（1)制备的超支化环氧树脂中加入3-8份的乙二 胺，加入丙酮稀释，加热搅拌，然后加入50-80份的步骤(2)制备的葡萄糖改性的聚氨酯和7-15份的三乙胺，搅拌反应，得到超支化环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液。
[0014] 作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，双元及多元胺为双丙酮丙烯酰胺DAAM 或者二邻氯二苯胺甲烧M0CA。
[0015] 作为上述技术方案的优选，所述步骤（1)中，加热反应的温度为85-90°C，反应时间 为2-3h。
[0016] 作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，异氰酸酯为异氟尔酮二异氰酸酯IPDI 或者芳香族二苯基甲烷二异氰酸酯MDI。
[0017] 作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，多元醇为脱水的聚环氧丙烷二醇。
[0018] 作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，助剂为扩链剂和催化剂。
[0019] 作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，加热搅拌的温度为90-100°C，时间为 2h〇
[0020] 作为上述技术方案的优选，所述步骤（3)中，继续反应的温度为70-75°C，时间为 4h〇
[0021] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0022] (1)本发明制备的超支化环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液中主要采用环氧树脂改 性聚氨酯乳液，环氧树脂具有高模量、高强度和热稳定性好等特点，具有环氧基和仲羟基， 与聚氨酯预聚体共聚后，乳液的稳定性好，薄膜的力学性能、耐溶剂剂耐水性明显提高。 [0023] (2)本发明采用的是超支化的环氧树脂，超支化的环氧树脂浸润性、模量、稳定性 更好，能更好的优化聚氨酯乳液的物理性能。
[0024] (3)本发明采用的葡萄糖改性的聚氨酯作为基底材料，葡萄糖中含有五个羟基，能 与异氰酸酯发生反应，实现水性改性，而且葡萄糖的来源广泛、成本低，基于葡萄糖改性制 备的水性聚氨酯的性能优异成本低。
[0025] (4)本发明制备的超支化环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液在耐溶性、耐水性、强 度、表面光泽度和鲜艳性方面都不低于溶剂型聚氨酯乳液，而且比溶剂型聚氨酯乳液更加 绿色无毒，对环境无污染，成本低，有利于市场推广。
【具体实施方式】：
[0026]下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明 用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0027] 实施例1:
[0028] (1)按摩尔比，将10份的双丙酮丙烯酰胺DAAM与3份的双酚A型环氧树脂混合，在85 °C下加热反应2h，得到超支化环氧树脂。
[0029] (2)按重量份计，在氮气环境下，将10份的异氟尔酮二异氰酸酯IPDI中加入1-2份 的葡萄糖，混合均匀后加入10份的脱水的聚环氧丙烷二醇中，70°C下加热反应30min，然后 加入3份的扩链剂和催化剂，继续反应30min，加入丙酮调节粘度，得到葡萄糖改性的聚氨 酯。
[0030] (3)按重量份计，将20份的步骤（1)制备的超支化环氧树脂中加入3份的乙二胺，加 入丙酮稀释，在90°C下加热搅拌2h，然后加入50份的步骤(2)制备的葡萄糖改性的聚氨酯和 7份的三乙胺，在70°C下搅拌反应4h，得到超支化环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液。
[0031] 实施例2:
[0032] (1)按摩尔比，将15份的二邻氯二苯胺甲烧M0CA与6份的双酚A型环氧树脂混合，在 90 °C下加热反应3h，得到超支化环氧树脂。
[0033] (2)按重量份计，在氮气环境下，将30份的芳香族二苯基甲烷二异氰酸酯MDI中加 入2份的葡萄糖，混合均匀后加入20份的脱水的聚环氧丙烷二醇中，90°C下加热反应50min， 然后加入15份的扩链剂和催化剂，继续反应40min，加入丙酮调节粘度，得到葡萄糖改性的 聚氨酯。
[0034] (3)按重量份计，将40份的步骤（1)制备的超支化环氧树脂中加入8份的乙二胺，加 入丙酮稀释，在100°c下加热搅拌2h，然后加入80份的步骤(2)制备的葡萄糖改性的聚氨酯 和15份的三乙胺，在75°C下搅拌反应4h，得到超支