专利名称：一种高固含量的磺酸盐型两性水性聚氨酯及其制备方法
技术领域：
本发明涉及水性聚氨酯树脂领域，尤其涉及一种高固含量的磺酸盐型两性水性聚氨酯及其制备方法。
背景技术：
两性水性聚氨酯在结构上同时含有阳离子和阴离子基团，可在较宽的pH范围下储存，稳定性良好。而且还具有较好的力学性能、耐水耐溶剂性，以及良好的生物相容性，可用于涂料、胶黏剂、服装、箱包、革制品、生物医学等领域。目前，关于两性水性聚氨酯的研究报道较少，而且报道的两性水性聚氨酯的阴离子亲水基团和阳离子亲水基团是通过两种亲水性扩链剂分别引入的，在合成时含阴离子亲水基团的亲水性扩链剂和含阳离子亲水基团的亲水性扩链剂需分两次加入，反应时间较长。如南京大学的袁江等人先后加入N，N- 二甲基乙醇胺和丙磺酸内酯合成磺铵两性聚氨酯。温州大学的兰云军等人先在聚氨酯预聚体中加入N-甲基二乙醇胺，后经亚硫酸钠磺化后得到两性聚氨酯。天津大学的董岸杰等人采用3-二甲氨基-1，2-丙二醇和二羟甲基丙酸制备两性聚氨酯。安徽大学的许戈文等人以N-甲基二乙醇胺和乙二胺基乙磺酸钠为亲水扩链剂制备了磺酸盐型两型聚氨酯。目前生产的水性聚氨酯的固含量多为30%左右，由于水的蒸发潜热比常用有机溶剂的蒸发潜热高，存在着干燥时间长、能耗高的缺点，不能适应快节奏的现代化生产线的要求。
发明内容
本发明的第一个目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种合成简单高效且高固含量的磺酸盐型两性水性聚氨酯
本发明的另一个目的是提供上述高固含量的磺酸盐型两性水性聚氨酯的制备方法。为实现本发明的第一个目的，本发明的技术方案是包括以下组分，以质量份数计
聚合物多元醇 10 30份二异氰酸酯6 15份
非亲水性扩链剂 01份亲水性扩链剂Γ2份
余量为水，
其中，亲水性扩链剂的结构式为
权利要求
1.一种高固含量的磺酸盐型两性水性聚氨酯，其特征在于包括以下组分，以质量份数聚合物多元醇 10 30份二异氰酸酯6 15份非亲水性扩链剂 01份亲水性扩链剂Γ2份余量为水，其中，亲水性扩链剂的结构式为
2.根据权利要求I所述的一种高固含量的磺酸盐型两性水性聚氨酯，其特征在于所述的聚合物多元醇为聚酯多元醇和聚醚多元醇中的至少一种，聚酯多元醇为数均分子量 500^3000的聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸己二醇酯、聚己二酸乙二醇丁二醇酯、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇中的至少一种，聚醚多元醇数为数均分子量 500^3000的聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃醚二醇中的至少一种。
3.根据权利要求I所述的一种高固含量的磺酸盐型两性水性聚氨酯，其特征在于所述的二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、氢化甲苯二异氰酸酯中的至少一种。
4.根据权利要求I所述的一种高固含量的磺酸盐型两性水性聚氨酯，其特征在于所述的非亲水性扩链剂为乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、一缩二乙二醇、1，3-环己二醇中的至少一种。
5.根据权利要求I所述的一种高固含量的磺酸盐型两性水性聚氨酯，其特征在于所述的亲水性扩链剂占总固体质量的2 12%。
6.一种制备如权利要求I所述的高固含量的磺酸盐型两性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于包括以下步骤，以下份数以质量份数计(1)将1(Γ30份聚合物多元醇加入到反应容器中，开动搅拌，在110°C 120°C下真空除水2h ；(2)降温至80°C 90°C，将6 15份二异氰酸酯和O.2、. 5份催化剂投入反应容器，在N2 保护下反应f 3h，再降温至6(T80°C，加入(Γ2份非亲水性扩链剂，反应f 2h ;或者(2’ )降温至80°C ^90°C，将6 15份二异氰酸酯、(Γ2份非亲水性扩链剂和O. 2^0. 5份催化剂投入反应容器，在N2保护下反应llh，得到预聚体；(3)降温至50°C 60°C，投入用Γ7份溶剂I溶解的f2份亲水扩链剂，在N2保护下反应2 4h ;反应过程中可根据粘度加入(Γ30份溶剂II稀释，得到离聚体；(4)在步骤(3)所得的离聚体中加入1(Γ45份水，通过高速搅拌进行乳化，蒸除溶剂II 后得固含量为50±5%的高固含量磺酸型两性水性聚氨酯，所述的溶剂I为二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的至少一种，所述的溶剂II为丙酮。
7.根据权利要求6所述的一种高固含量的磺酸盐型两性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡。
全文摘要
本发明公开了一种高固含量的磺酸盐型两性水性聚氨酯及其制备方法该树脂是由聚合物二元醇和二异氰酸酯经预聚反应后，加入两性亲水性扩链剂和/或非亲水扩链剂，再经水乳化制得的，由于一步引入阴离子亲水性基团和阳离子亲水性基团，具有合成简单的优点，同时获得的水性聚氨酯稳定性良好，具有较强的力学性能和耐水耐溶剂性，可用于涂料、胶黏剂、服装、箱包、革制品、生物医药等各个领域。
文档编号C08G18/32GK102585149SQ201210008478
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月12日 优先权日2012年1月12日
发明者刘若望, 张云浩, 翟兰兰, 袁继新, 钟凯 申请人:温州大学