双组份高固含量水性聚氨酯及其制备方法与应用

摘要

本发明涉及一种双组份高固含量水性聚氨酯及其制备方法与应用，该方法包括水可分散的聚氨酯粘合剂的制备；水分散性的多异氰酸酯交联剂的制备；以及应用前，由水可分散的聚氨酯粘合剂与水分散性的多异氰酸酯交联剂混合。其中聚氨酯粘合剂的制备包括预聚物的制备，预聚物的中和与分散到去离子水中得到分散体，再扩链生成水性聚氨酯。本发明预聚体分散法工艺简单，有机溶剂用量少，固含量高于50％，生产过程能耗低。所制备的双组分水性聚氨酯具有很好的耐水、耐溶剂性和机械性能，可用作鞋胶、复合胶，也可以用作织物整理剂及皮革光亮剂。

主权项

1、双组分高固含量水性聚氨酯的制备方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一 高固含量水性聚氨酯的制备；步骤二 水分散性的多异氰酸酯交联剂的制备；步骤三 在实际应用前，由步骤一制得的高固含量水性聚氨酯与步骤二制备的水分散性的多异氰酸酯交联剂混合，搅拌均匀即可；其中交联剂的用量占水性聚氨酯使用量的质量分数的2～20％；所述步骤一的高固含量水性聚氨酯由下述步骤及工艺条件制得：(1)由1000质量份数分子量在600～5000之间，含有两个或两个以上可与NCO基团反应的羟基基团的高分子聚化合物(a1)，与占总预聚物质量百分比2～5％的至少含有一个或一个以上可以与异氰酸酯反应的基团，同时含有至少一个亲水基团或一个潜在的亲水基团，分子量在100～500之间，结构式为(HO)XR(COOH)Y的嵌入聚氨酯中的阴离子亲水基团(a3)混合，在90～100℃下熔化，然后降温至70℃；加入占总预聚物质量10～30％的含有至少两个NCO基团，通式为R(NCO)2的异氰酸酯(b)，并加入占总预聚物质量0.01％～0.1％催化剂，反应4～6小时，制得预聚物；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡；所述有机溶剂为丙酮；所述(HO)XR(COOH)Y结构式中，R为含1-12个碳原子的烷烃基团，x和y代表从1-3的数目；所述R(NCO)2通式中，R代表具有4-18个碳原子的脂族烃基团、具有5-15个碳原子的环脂族烃基团、具有7-15个碳原子的芳族烃基团、具有6-15个碳原子的芳脂族烃基团；(2)由步骤(1)制得的预聚物与一种碱性中和剂(d)发生中和反应，使其中的羧酸根或磺酸根中和成盐，中和度80～120％；所述中和剂为三乙胺；(3)由步骤(2)中和后的聚氨酯预聚物在高速剪切下分散到占最后制得水性聚氨酯分散体总质量40-60％的去离子水中进行乳化5～20分钟；(4)在步骤(3)制得的水性聚氨酯分散体中加入小分子二元胺(e)扩链剂扩链反应0.5～2小时，制得高固含量水性聚氨酯，二元胺(e)的用量根据预聚物中残余NCO含量取摩尔比NH/NCO范围在0.6～1.2；所述步骤二的水分散性的多异氰酸酯交联剂由下述方法制得：500质量份的一个官能度为2-5，NCO基团质量百分含量为8.0～27％的聚异氰酸酯，和25～100质量份的一个分子量为300到800，氧化烯基单元含量为5～35％的多乙二醇/丙二醇单烷基醚在80～120℃温度条件下，加入0.01～0.5质量份二月桂酸二丁基锡催化剂反应1～4小时制得水分散性的多异氰酸酯交联剂。