一种高固含量的水性聚氨酯分散体及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114752035A(43)申请公布日2022.07.15(21)申请号202210601335.3C08G18/48(2006.01)(22)申请日2022.05.30C08G18/32(2006.01)C08G18/67(2006.01)(71)申请人浙江大学衢州研究院地址324000浙江省衢州市九华北大道78号行政楼310室(72)发明人刘浏段金汤蒋明哲冯连芳张才亮顾雪萍(74)专利代理机构杭州天勤知识产权代理有限公司33224专利代理师何秋霞胡红娟(51)Int.Cl.C08G18/66(2006.01)C08G18/12(2006.01)C08G18/36(2006.01)C08G18/42(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种高固含量的水性聚氨酯分散体及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及水性聚氨酯技术领域，公开一种高固含量的水性聚氨酯分散体及其制备方法和应用，原料包括：生物基超支化聚氨酯40‑55％，中和剂0.5‑5％，磺酸盐扩链剂0.5‑5％，其余为水；以有机酸酸酐和三羟甲基氨基甲烷在溶剂中反应制得超支化扩链剂；再使植物油、二异氰酸酯、高聚物二元醇反应制得生物基支化聚氨酯预聚体，再向体系加入超支化扩链剂反应，得到所述生物基超支化聚氨酯。经与中和剂、磺酸盐扩链剂反应后分散在水中得到水性聚氨酯分散体，该分散体固含量可达50％～65％，粒径小于250nm，可长期稳定储存，同时具备固含量高、生物基原料、无溶剂、可自催化特性，对行业的发展具有重要意义。CN114752035ACN114752035A权利要求书1/1页1.一种高固含量的水性聚氨酯分散体，其特征在于，原料按照总重量百分数100％计，包括：生物基超支化聚氨酯40‑55％，中和剂0.5‑5％，磺酸盐扩链剂0.5‑5％，其余为水；所述生物基超支化聚氨酯制备方法包括：步骤1，以有机酸酸酐和三羟甲基氨基甲烷在溶剂中反应制得超支化扩链剂；步骤2，使植物油和二异氰酸酯反应，随后加入高聚物二元醇继续反应，制得生物基支化聚氨酯预聚体，再向体系加入所述超支化扩链剂反应，得到所述生物基超支化聚氨酯。2.根据权利要求1所述的高固含量的水性聚氨酯分散体，其特征在于，所述水性聚氨酯分散体固含量为50％～65％，粒径小于250nm。3.根据权利要求1所述的高固含量的水性聚氨酯分散体，其特征在于，所述中和剂包括三乙胺、三乙醇胺、氨水、二乙醇胺、氢氧化钠、氢氧化钾、三甲胺、三丙胺中的一种；和/或，所述磺酸盐扩链剂包括乙二胺基乙磺酸钠、1,2‑二羟基‑丙磺酸钠、2‑羟基‑2‑丙磺酸钠、2,4‑二氨基苯磺酸钠、N,N‑二(2‑羟乙基)‑2‑氨基乙磺酸钠、3‑环己胺‑2‑羟基‑1‑丙磺酸钠或1,4‑丁二醇‑2‑磺酸钠中的一种。4.根据权利要求1所述的高固含量的水性聚氨酯分散体，其特征在于，所述有机酸酸酐包括降冰片烯二酸酐、氧杂酸酐、甲基纳迪克酸酐或邻苯二甲酸酐中的一种；和/或，所述植物油包括羟化大豆油、羟化亚麻油、羟化葵花籽油、羟化棉籽油、羟化菜籽油或蓖麻油中的一种；和/或，所述二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、亚苯基二异氰酸酯、亚二甲苯基二异氰酸酯、四甲基二甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种；和/或，所述高聚物二元醇包括聚乙二醇、聚己内酯或聚四氢呋喃中的一种。5.根据权利要求1所述的高固含量的水性聚氨酯分散体，其特征在于，步骤1中有机酸酸酐的酸酐官能团和三羟甲基氨基甲烷的氨基官能团摩尔比为1:0.5‑2。6.根据权利要求1所述的高固含量的水性聚氨酯分散体，其特征在于，步骤2中植物油、二异氰酸酯、高聚物二元醇的摩尔比为1‑5:1‑5:1‑5；和/或，所述超支化扩链剂与植物油的摩尔比为0.5‑5:1‑5。7.根据权利要求1所述的高固含量的水性聚氨酯分散体，其特征在于，步骤1在25‑50℃下反应1‑5h；溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮中至少一种；反应结束后产物经过干燥处理得到超支化扩链剂；和/或，步骤2中反应是在70‑90℃下进行，植物油和二异氰酸酯反应2‑6h，加入高聚物二元醇后继续反应1‑3h，加入超支化扩链剂后继续反应1‑3h。8.根据权利要求1‑7任一项所述的高固含量的水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，包括步骤：将生物基超支化聚氨酯和中和剂反应，再加入磺酸盐扩链剂反应，随后分散在水中得到所述水性聚氨酯分散体。9.根据权利要求8所述的高固含量的水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，加入中和剂后反应30‑50min，加入磺酸盐扩链剂后反应10‑30min,温度为30‑50℃。10.根据权利要求1‑7任一项所述的高固含