专利名称：一种无纺布增强用水性聚氨酯乳液的合成方法
技术领域：
本发明涉及聚氨酯乳液的合成方法，具体涉及一种无纺布增强用水性聚氨酯乳液 的合成方法。
背景技术：
水性聚氨酯是一种以水为基本介质的新型高分子材料，它保留了溶剂型聚氨酯软 硬度调节性好、耐低温、粘接强度大、柔韧性好等优点，而且具有不燃、气味少、毒性小、不污 染环境、操作加工方便等优点，用途已经越来越广。作为无纺布增强用水性树脂，要求树脂 具有优良的附着力、耐磨性和柔韧性，还要具有高耐水性，增强以后的无纺布所做成的树脂 抛光轮在水中工作时硬度变化小，可以长时间抛光打磨。为了满足以上要求，我们选择了聚 醚型水性聚氨酯，不仅可以解决高耐水性要求，而且还解决了丙烯酸酯等其他水性树脂增 强的树脂抛光轮抛光时容易打滑等问题。水性聚氨酯合成方法的论文和专利报道很多，增加耐水性的研究也不少，主要是 通过内交联和外交联来实现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无纺布增强用水性聚氨酯乳液的合成方法，采用该 合成方法得到的虽然是单组分树脂，但其用于无纺布增强，耐磨、韧性好，具有高耐水性。本发明的技术解决方案是该合成方法包括以下步骤
(1)在反应容器中按NCO:0H=2. 86-2. 93 1 (摩尔比)加入聚醚多元醇、小分子二醇与 甲苯二异氰酸酯，聚醚多元醇和小分子二醇的摩尔比为1 :0. 4，于75-80°C反应1小时得到 预聚体；
(2)以0.Imol聚醚多元醇为基础，加入0. 02mol三羟甲基丙烷和0. 07mol 二羟甲基丙 酸，同时加入对应于乳液总量4%的助溶剂N，N-二甲基乙酰胺和对应预聚体量的万分之2.0 的催化剂二月桂酸二丁基锡，于70°C反应2小时；
(3)降温至50°C，以0.Imol聚醚多元醇为基础，加入0. 07mol的三乙胺中和反应10分 钟，中和后加入到380-440g去离子水中乳化分散，并维持10分钟；
(4)继之滴加0.064-0. 068mol的二胺扩链剂进行扩链，滴加时间10-15分钟，加完后再 继续搅拌1小时，经消泡、过滤得水性聚氨酯乳液。其中，上述的的聚醚多元醇是分子量为1000的聚氧化丙烯二醇。其中，上述的小分子二醇为1，4- 丁二醇、新戊二醇或1，6-己二醇。其中，上述的二胺扩链剂为间苯二胺。本发明具有以下优点
1、二胺扩链剂采用间苯二胺，扩链时和-NCO反应速度相对较慢，不容易生成颗粒，可 以得到均勻乳液。2、本发明通过减少亲水基团的用量、增加水性聚氨酯结构中硬段与苯环的含量，并且进行部分内交联来提高水性聚氨酯的强度、耐磨性和高耐水性。3、本发明的水性聚氨酯乳液固含量为30-33%，PH为6. 5-8. 0，粘度8-20mPa. s，拉 伸强度30-60MPa，断裂伸长率为300-350%，乳胶膜(邵氏A)硬度为90-95，24小时吸水率为 4. 0-5. 5%ο具体实施方法
下面结合具体的实施例进一步说明本发明的技术解决方案，这些实施例不能理解 为是对技术方案的限制。实施例1
在装有搅拌器、冷凝管和温度计的500ML四口烧瓶中，加入IOOg聚氧化丙烯二醇和 4. 16g新戊二醇，搅拌均勻，加入70g甲苯二异氰酸酯，升温至75°C，恒温反应1小时得到预 聚体；
预聚体降温至65°C，加入2. 68g三羟甲基丙烷、9. 39g二羟甲基丙酸、24. 3gN, N- 二甲基 乙酰胺和2滴二月桂酸二丁基锡，70°C反应2小时；
降温到50°C，加入7. Ig三乙胺中和反应10分钟；在高速搅拌下缓慢加入到380g去离 子水中乳化分散；
用6. 9g间苯二胺进行扩链，滴加时间10分钟，加完后继续搅拌1小时，经消泡、过滤得 到一种水性聚氨酯乳液；其固含量为33%，PH=7. 3，粘度18mPa. s，乳胶膜硬度93，拉伸强度 41. 6MPa,断裂伸长率为330%，24小时吸水率为4. 9%。使用本乳液，无纺布在胶槽中浸胶以后挤干，上胶量(干胶重量和无纺布的重量为 45-50 :100)，太阳下晾晒风干，进入120°C烘道烘干；使用聚氨酯胶粘剂，将经过水性聚氨 酯乳液增强的无纺布卷成树脂轮，按照使用要求切割成一定厚度的树脂抛光轮，用于玻璃、 瓷砖等抛光；以250g的树脂轮为例，水中浸泡24小时以后吸水量为60-80g，轮子硬度下降 较小，抛光效果好。实施例2:
在装有搅拌器、冷凝管和温度计的500ML四口烧瓶中，加入IOOg聚氧化丙烯二醇和
3.6gl, 4- 丁二醇，搅拌均勻，加入70g甲苯二异氰酸酯，升温至77. 5°C，恒温反应1小时得 到预聚体；
预聚体降温至65°C，加入2. 68g三羟甲基丙烷、9. 39g二羟甲基丙酸、24. 9gN, N- 二甲基 乙酰胺和2滴二月桂酸二丁基锡，70°C反应2小时；
降温到50°C，加入7. Ig三乙胺中和反应10分钟；在高速搅拌下缓慢加入到400g去离 子水中乳化分散；
用6. 9g间苯二胺进行扩链，滴加时间12分钟，加完后继续搅拌1小时，经消泡、过滤得 到一种水性聚氨酯乳液；其固含量为32%，PH=7. 5，粘度13mPa. s，乳胶膜硬度91，拉伸强度 39. 5MPa,断裂伸长率为340%，24小时吸水率为5. 4%。实施例3:
在装有搅拌器、冷凝管和温度计的500ML四口烧瓶中，加入IOOg聚氧化丙烯二醇和
4.16gl, 6-乙二醇，搅拌均勻，加入71. Sg甲苯二异氰酸酯，升温至80°C，恒温反应1小时得 到预聚体；
预聚体降温至65°C，加入2. 68g三羟甲基丙烷、9. 39g 二羟甲基丙酸、27. OgN, N-二甲基
4乙酰胺和2滴二月桂酸二丁基锡，70°C反应2小时；
降温到50°C，加入7. Ig三乙胺中和反应10分钟；在高速搅拌下缓慢加入到440g去离 子水中乳化分散；
用7. 4g间苯二胺进行扩链，滴加时间15分钟，加完后继续搅拌1小时，经消泡、过滤 得到一种水性聚氨酯乳液；其固含量为30%，PH=7. 3，粘度9mPa. s，乳胶膜硬度95，拉伸强度 54. 2MPa，断裂伸长率为310%，24小时吸水率为4. 4%。
权利要求
一种无纺布增强用水性聚氨酯乳液的合成方法，其特征在于该合成方法包括以下步骤(1)在反应容器中按NCOOH=2.86 2.931(摩尔比)加入聚醚多元醇、小分子二醇与甲苯二异氰酸酯，聚醚多元醇和小分子二醇的摩尔比为10.4，于75 80℃反应1小时得到预聚体；(2)以0.1mol聚醚多元醇为基础，加入0.02mol三羟甲基丙烷和0.07mol二羟甲基丙酸，同时加入对应于乳液总量4%的助溶剂N,N 二甲基乙酰胺和对应预聚体量的万分之2.0的催化剂二月桂酸二丁基锡，于70℃反应2小时；(3)降温至50℃，以0.1mol聚醚多元醇为基础，加入0.07mol的三乙胺中和反应10分钟，中和后加入到380 440g去离子水中乳化分散，并维持10分钟；(4)继之滴加0.064 0.068mol的二胺扩链剂进行扩链，滴加时间10 15分钟，加完后再继续搅拌1小时，最后经消泡、过滤得到水性聚氨酯乳液。
2.根据权利要求1所述的一种无纺布增强用水性聚氨酯乳液的合成方法，其特征在 于所述的的聚醚多元醇是分子量为1000的聚氧化丙烯二醇。
3.根据权利要求1所述的一种无纺布增强用水性聚氨酯乳液的合成方法，其特征在 于小分子二醇为1，4- 丁二醇、新戊二醇或1，6-己二醇。
4.根据权利要求1所述的一种无纺布增强用水性聚氨酯乳液的合成方法，其特征在 于二胺扩链剂为间苯二胺。
全文摘要
本发明公开了一种无纺布增强用水性聚氨酯乳液的合成方法，在反应容器中加入聚醚多元醇、小分子二醇与甲苯二异氰酸酯于75-80℃反应1小时得到预聚体；加入三羟甲基丙烷和二羟甲基丙酸，同时加入助溶剂N,N-二甲基乙酰胺和催化剂二月桂酸二丁基锡于70℃反应2小时；降温至50℃，加入三乙胺中和反应，中和后加入到去离子水中乳化分散；继之滴加二胺扩链剂进行扩链，经消泡、过滤得水性聚氨酯乳液。本发明通过减少亲水基团的用量、增加水性聚氨酯结构中硬段与苯环的含量，并且进行部分内交联来提高水性聚氨酯的强度、耐磨性和高耐水性。
文档编号C08G18/12GK101974221SQ201010299939
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月8日 优先权日2010年10月8日
发明者孙方忠, 徐欣, 朱义成 申请人:金湖县百瑞特化工有限责任公司