一种水性聚氨酯树脂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CN115873201A(43)申请公布日2023.03.31(21)申请号202211419685.4C08G18/34(2006.01)(22)申请日2022.11.14C08G18/32(2006.01)C08G18/76(2006.01)(71)申请人上海华峰新材料研发科技有限公司地址201315上海市浦东新区秀浦路2555号16幢8层(72)发明人张慧蒋红梅宋海峰张龙唐劲松(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332专利代理师王艳斋(51)Int.Cl.C08G18/66(2006.01)C08G18/44(2006.01)C08G18/42(2006.01)C08G18/61(2006.01)权利要求书2页说明书12页(54)发明名称一种水性聚氨酯树脂及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供一种水性聚氨酯树脂及其制备方法和应用，所述水性聚氨酯树脂的制备原料包括二异氰酸酯、聚酯多元醇、羟基聚硅氧烷、亲水扩链剂小分子二元醇和稳定剂的组合，且所述稳定剂包括聚醚酯多元醇；本发明通过选择羟基聚硅氧烷和聚酯多元醇进行搭配与二异氰酸酯进行反应，成功将硅氧烷结构引入到了聚氨酯分子链段中，提高了聚氨酯树脂的耐水性能，同时添加聚醚酯多元醇作为稳定剂，有效地提高了所述羟基聚硅氧烷和聚酯多元醇的相容性，使二者可以均匀分散且保持反应活性一致，进而最终得到了稳定性高以及吸水率低的水性聚氨酯树脂。CN115873201ACN115873201A权利要求书1/2页1.一种水性聚氨酯树脂，其特征在于，所述水性聚氨酯树脂的制备原料按照重量份包括如下组分：所述稳定剂包括聚醚酯多元醇。2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯树脂，其特征在于，所述二异氰酸酯包括4,4‑二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛二酮二异氰酸酯或氢化4,4‑二苯基甲烷二异氰酸酯中的任意一种或至少两种的组合，优选为4,4‑二苯基甲烷二异氰酸酯；优选地，所述聚酯多元醇的分子量为500～4000g/mol；优选地，所述聚酯多元醇包括聚碳酸酯二醇、聚己内酯二醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇或聚己二酸丁二醇酯二醇中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述羟基聚硅氧烷的分子量为500～3000g/mol；优选地，所述羟基聚硅氧烷具有如下式Ⅰ所示结构：其中，R1、R2各自独立地选自C1‑C20烃基中的任意一种，R3选自C1‑C20烷基中的任意一种，n为5～50中的任意整数。3.根据权利要求1或2所述的水性聚氨酯树脂，其特征在于，所述亲水扩链剂包括含有亲水基团的羟基化合物；优选地，所述羟基化合物包括二羟甲基丁酸、二羟甲基丙酸、甘油单丁二酸酯、甘油单马来酸酯、三羟丙烷单丁二酸酯、三羟丙烷单马来酸酯、甲基二乙醇胺、含磺酸钠基团的二元醇、含羧基的聚醚二元醇或含羧基的聚酯二元醇中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为二羟甲基丙酸；优选地，所述小分子二元醇选自乙二醇、1,3‑丙二醇、1,4‑丁二醇、甲基丙二醇、新戊二醇、1,6‑己二醇、3‑甲基‑1,5‑戊二醇、1,4‑双(β‑羟基乙氧基)苯、1,4‑环己二醇、对苯二甲酸双(β‑羟乙基)酯或苯二甲醇中的任意一种或至少两种的组合。2CN115873201A权利要求书2/2页4.根据权利要求1～3任一项所述的水性聚氨酯树脂，其特征在于，所述聚醚酯多元醇的分子量为800～2000g/mol；优选地，所述水性聚氨酯树脂的分子量为50000～80000g/mol；优选地，所述水性聚氨酯树脂的分子量分布为1.5～2。5.根据权利要求1～4任一项所述的水性聚氨酯树脂，其特征在于，所述水性聚氨酯树脂的制备原料中还包括其他助剂；优选地，所述水性聚氨酯树脂的制备原料中其他助剂的含量为0～5重量份且不等于0；优选地，所述其他助剂包括主抗氧剂、辅助抗氧剂、催化剂或润滑剂中的任意一种或至少两种的组合。6.一种如权利要求1～5任一项所述水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)将聚酯多元醇和羟基聚硅氧烷进行混合，加入稳定剂和任选地其他助剂进行混合，得到混合物A；将小分子二元醇和亲水扩链剂混合，得到混合物B；(2)将步骤(1)得到的混合物A、混合物B和二异氰酸酯进行反应，得到所述水性聚氨酯树脂。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述聚酯多元醇和羟基聚硅氧烷进行混合的混合温度为80～100℃；优选地，步骤(1)所述加入稳定剂和任选地其他助剂进行混合的混合温度为80～140℃；优选地，步骤(1)所述小分子二元醇A和亲水扩链剂的混合质量比为(1～2):1，进一步优选为(1.3～1.4):1。8.根据权利要求6或7所述的制备