一種高耐水性水溶性聚氨酯樹脂及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及水溶性聚氨酯樹脂技術領域，尤其涉及一種高耐水性水溶性聚氨酯樹脂及其制備方法。
【背景技術】
[0002]聚氨酯作為一種具有高強度、抗撕裂、耐磨等特性的高分子材料，在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)學等領域廣泛應用。傳統(tǒng)的聚氨酯一般為溶劑型，其揮發(fā)性有機化合物排放大，對環(huán)境污染較為嚴重。隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴格和人們環(huán)保意識的逐漸增強，水性聚氨酯取代溶劑性產(chǎn)品已成為人們研究的重點。水性聚氨酯具有優(yōu)異的物理機械性能，不含或含少量可揮發(fā)的有機物，生產(chǎn)施工安全，對環(huán)境及人體基本無害，符合環(huán)保要求。
[0003]現(xiàn)在普遍使用的制備方法為內(nèi)乳化法，即在聚氨酯分子鏈上引入一些親水性基團，使聚氨酯分子具有一定的親水性，然后在高速分散下，憑借這些親水基團使其自發(fā)地分散于水中，從而得到水性聚氨酯。然而親水性基團的引入在提高聚氨酯親水性的同時卻降低了它的耐水性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于【背景技術】存在的技術問題，本發(fā)明提出了一種高耐水性水溶性聚氨酯樹脂及其制備方法，具有優(yōu)異的耐水性能和硬度，而且方法工藝穩(wěn)定，反應易于控制，生產(chǎn)風險小。
[0005]本發(fā)明提出的一種高耐水性水溶性聚氨酯樹脂制備方法，包括以下步驟:
[0006]S1、將對苯二甲酸酐聚酯二元醇和聚己二酸-1，4-環(huán)己烷二甲醇酯二醇升溫熔融，保溫，接著真空脫水得到物料a ;
[0007]S2、將四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯加入物料a中，升溫，保溫，降溫后加入1，5-戊二醇、三聚氰胺-甲醛樹脂和N-甲基吡咯烷酮，再加入辛酸鈷，升溫，保溫，得到物料b ；
[0008]S3、將物料b降溫后，再滴加含N-丙基二乙醇胺和雙(2-羥乙基)苯胺的混合溶液，升溫，保溫得到物料c ;
[0009]S4、向物料c中滴加丙酸進行中和后，真空蒸餾得到高耐水性水溶性聚氨酯樹脂。
[0010]優(yōu)選地，SI中，將對苯二甲酸酐聚酯二元醇和聚己二酸-1，4-環(huán)己烷二甲醇酯二醇升溫至130?160°C，保溫3?4.5h，接著真空脫水得到物料a。
[0011]優(yōu)選地，S2中，將四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯加入物料a中，升溫至90?100°C，保溫2?3h，降溫至45?55°C后加入1，5-戊二醇、三聚氰胺-甲醛樹脂和N-甲基吡咯烷酮，再加入辛酸鈷，升溫至87?90°C，保溫2.5?3.2h,得到物料b。
[0012]優(yōu)選地，S3中，將物料b降溫至40?45°C后，再滴加含N-丙基二乙醇胺和雙(2-羥乙基)苯胺的混合溶液，滴加時間為4?8h，升溫至82?85°C，保溫1.5?3h得到物料C。
[0013]優(yōu)選地，對苯二甲酸酐聚酯二元醇和聚己二酸-1，4-環(huán)己烷二甲醇酯二醇的重量比為30?33:13?16。
[0014]優(yōu)選地，對苯二甲酸酐聚酯二元醇和四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯、1，5-戊二醇、三聚氰胺-甲醛樹脂、辛酸鈷、N-甲基吡咯烷酮的重量比為30?33:25?28:4?6:2?3:0.I ?0.2:25 ?28ο
[0015]優(yōu)選地，S3中，混合溶液由N-丙基二乙醇胺、雙(2-羥乙基)苯胺、N-甲基吡咯烷酮的按重量比為2?3:5?8:15?20混合得到。
[0016]優(yōu)選地，辛酸鈷和N-丙基二乙醇胺的重量比為0.1?0.2:2?3。
[0017]優(yōu)選地，雙(2-羥乙基)苯胺、丙酸和水的重量比為5?8:3?6:285?300。
[0018]本發(fā)明還提出的一種高耐水性水溶性聚氨酯樹脂，采用上述高耐水性水溶性聚氨酯樹脂制備方法制得。
[0019]由于同等條件下對苯二甲酸酐聚酯二元醇合成的水性聚氨酯膠膜硬度較高，本發(fā)明采用高硬度的對苯二甲酸酐聚酯二元醇為軟段，陰陽離子混合親水擴鏈劑，分段逐步聚合的方式合成了硬度高，附著力強，封閉性好，抗?jié)B油和抗色素滲出性能優(yōu)越，耐水性好的水性聚氨酯樹脂。
[0020]另外為了克服陽離子水性聚氨酯生產(chǎn)過程中容易暴聚凝膠的缺陷，本發(fā)明創(chuàng)造性地采用陽離子聯(lián)用和兩種陽離子親水擴聯(lián)劑聯(lián)用的方法控制反應速度，并提高乳液的穩(wěn)定性和固含量。
[0021]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0022]I)本發(fā)明硬度高，附著力強，封閉性好，抗?jié)B油和抗色素滲出性能優(yōu)越，耐水性好;
[0023]2)本發(fā)明潤濕性好，不需要額外添加潤濕劑，防止?jié)櫇駝B油性的影響；
[0024]3)本發(fā)明成膜速度快，漆膜透明，鉛筆硬度達H?2H，耐水48h無異常，附著力為O級；
[0025]4)本發(fā)明滲透性強，抗?jié)B油性好，漆膜表面與其他樹脂相容性好；
[0026]5)本發(fā)明制備方法工藝穩(wěn)定，反應易于控制，生產(chǎn)風險小。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明提出的一種高耐水性水溶性聚氨酯樹脂制備方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0028]如圖1所示，圖1為本發(fā)明提出的一種高耐水性水溶性聚氨酯樹脂制備方法的流程不意圖。
[0029]參照圖1，本發(fā)明提出的一種高耐水性水溶性聚氨酯樹脂制備方法，包括以下步驟:
[0030]S1、將對苯二甲酸酐聚酯二元醇和聚己二酸-1，4-環(huán)己烷二甲醇酯二醇升溫熔融，保溫，接著真空脫水得到物料a ;
[0031]S2、將四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯加入物料a中，升溫，保溫，降溫后加入1，5-戊二醇、三聚氰胺-甲醛樹脂和N-甲基吡咯烷酮，再加入辛酸鈷，升溫，保溫，得到物料b ；
[0032]S3、將物料b降溫后，再滴加含N-丙基二乙醇胺和雙(2-羥乙基)苯胺的混合溶液，升溫，保溫得到物料c ;
[0033]S4、向物料c中滴加丙酸進行中和后，真空蒸餾得到高耐水性水溶性聚氨酯樹脂。
[0034]下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術方案進行詳細說明。
[0035]實施例1
[0036]本發(fā)明提出的一種高耐水性水溶性聚氨酯樹脂制備方法，包括以下步驟:
[0037]S1、按重量份將30份對苯二甲酸酐聚酯二元醇和16份聚己二酸_1，4_環(huán)己烷二甲醇酯二醇升溫至130°C，保溫4.5h，接著真空脫水得到物料a ;
[0038]S2、將25份四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯加入物料a中，升溫至100°C，保溫2h，降溫至55°C后加入4份1，5-戊二醇、3份三聚氰胺-甲醛樹脂和25份N-甲基吡咯烷酮，再加入0.2份辛酸鈷，升溫至87°C，保溫3.2h,得到物料b ;
[0039]S3、將物料b降溫至40°C后，再滴加含N-丙基二乙醇胺和雙(2-羥乙基)苯胺的混合溶液，其中混合溶液由3份N-丙基二乙醇胺、5份雙(2-羥乙基)苯胺、20份N-甲基吡咯烷酮混合得到，滴加時間為4h，升溫至85°C，保溫1.5h得到物料c ;
[0040]S4、向物料c中滴加6份丙酸進行中和后，真空蒸餾得到高耐水性水溶性聚氨酯樹脂。
[0041]實施例2
[0042]本發(fā)明提出的一種高耐水性水溶性聚氨酯樹脂制備方法，包括以下步驟:
[0043]S1、按重量份將33份對苯二甲酸酐聚酯二元醇和13