一种超支化水性聚氨酯涂层剂.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102924689A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102924689A(43)申请公布日2013.02.13(21)申请号201210458356.0(22)申请日2012.11.14(71)申请人北京理工大学地址100081北京市海淀区中关村南大街5号(72)发明人李杰田星罗运军兰园飞(51)Int.Cl.C08G18/80(2006.01)C08G18/75(2006.01)C08G18/32(2006.01)C08G18/34(2006.01)C08G18/12(2006.01)D06M15/568(2006.01)D06M15/572(2006.01)权利要求书权利要求书22页页说明书说明书77页页(54)发明名称一种超支化水性聚氨酯涂层剂(57)摘要本发明涉及一种超支化水性聚氨酯涂层剂，属于纺织化工技术领域。本发明通过封闭端羟基的方法，并通过选择合适的原料、比例和反应条件，合成一种端羟基封闭的超支化水性聚氨酯(SWHBPU)，从而避免端羟基带来的交联问题，含有SWHBPU的水性聚氨酯涂层剂SWHBPU-PU不仅具有稳定性好、粘度低和固含量高的优点，而且同时提高了聚氨酯涂层的柔韧性。本发明提供的水性聚氨酯织物涂层剂可广泛适于人体用织物领域。CN1029468ACN102924689A权利要求书1/2页1.一种超支化水性聚氨酯涂层剂，其特征在于具体操作步骤如下：步骤1)WHBPU的合成①将二羟甲基丙酸按质量比1∶4～5溶于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，然后将该混合液滴加到50～80℃的异佛尔酮二异氰酸酯中，反应5～15h；②将上述反应液温度降至-25～0℃，加入二乙醇胺(DEOA)，反应2～6h；③将上述反应液温度升到80～110℃，并将二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡按照占总质量为0.1～5％的比例关系滴加到该反应体系中，继续反应1～5h，得到WHBPU溶液，减压蒸馏脱去溶剂、干燥后得所需WHBPU。步骤2)SWHBPU的合成将步骤1)得到的WHBPU与封端剂混合，WHBPU中的羟基和封端剂的摩尔比为1∶1～2，然后将催化剂滴加到反应体系中，催化剂占加入后总质量的0.5～5％，再将上述混合液加入到4～5倍于混合液质量的吡啶中，在80～120℃下反应2～6h，得到SWHBPU粗品，减压蒸馏脱去溶剂、干燥后得所需SWHBPU。其中所述封端剂为硬脂酸、棕榈酸、豆蔻酸、月桂酸、油酸、亚油酸中的一种；其中所述催化剂为浓硫酸或对甲苯磺酸。步骤3)SWHBPU-PU的制备制备SWHBPU-PU所需的各组分原料的质量百分比如下：双官能度聚酯或聚醚：30～80％二异氰酸酯ADI：16～44％乳化剂：1～10％中和剂：1～6％SWHBPU1～10％SWHBPU-PU的具体制备步骤如下：①按上述比例称取各组分原料，将ADI与双官能度聚醚或聚酯混合，滴加催化剂后加热到60～120℃反应1～10h；②向上述反应体系中滴加乳化剂，继续在60～120℃下反应3～5h；③将上述反应体系温度降低至20～70℃，加入步骤2)得到的SWHBPU，用占总质量15％的丁酮调节体系粘度，加入中和剂，反应1～30min后，制得SWHBPU-PU预聚体；④将上步得到的SWHBPU-PU预聚体在水中通过高速剪切得到稳定的SWHBPU-PU乳液；其中所述的双官能度聚酯或聚醚为含有两个羟基(-OH)的聚酯化合物、聚醚化合物中的一种或两种以上按任意比例混合；所述的ADI选自甲苯二异氰酸酯TDI、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、萘-1，5-二异氰酸酯NDI、六亚甲基二异氰酸酯HDI、2,6-二异氰酸酯己酸甲酯LDI、4，4’-亚甲基-二环己基二异氰酸醋H12MDI、苯二甲撑二异氰酸酯XDI或1，12-十二烷基二异氰酸酯C12DDI中的一种；所述的中和剂选自三乙胺、三正丁胺、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的一种或一种以上按任意比例混合。2.如权利要求1所述的超支化水性聚氨酯涂层剂，其特征在于：其步骤1)中所述异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸和二乙醇胺的摩尔比为1∶0.3～0.6∶0.35～0.65。2CN102924689A权利要求书2/2页3.如权利要求1所述的超支化水性聚氨酯涂层剂，其特征在于：其步骤2)中所述WHBPU中的羟基和封端剂的摩尔比为1∶1～2。4.如权利要求1所述的超支化水性聚氨酯涂层剂，其特征在于：其步骤3)中制备SWHBPU-PU所需的原料中还包括催化剂，所述的催化剂选自辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、N-甲基吗啉、1，4-二甲基哌嗪中的一种，催化剂的加入量为原料总重量的0～0.5％，该催化剂在步骤3)的第①步中ADI与双官能度聚醚或聚酯混合后添加。3CN102924689A说明书1