一种功能水性聚氨酯乳液及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115820096A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211614054.8C08G18/32(2006.01)(22)申请日2022.12.15C09D7/61(2018.01)(71)申请人青岛科技大学地址266042山东省青岛市市北区郑州路53号(72)发明人周立娟张建明张博文张安琪王峰李玉龙段咏欣袁媛(74)专利代理机构北京卓岚智财知识产权代理有限公司11624专利代理师张旭东(51)Int.Cl.C09D175/06(2006.01)C08G18/10(2006.01)C08G18/66(2006.01)C08G18/42(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种功能水性聚氨酯乳液及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种功能水性聚氨酯乳液及其制备方法，所述水性聚氨酯乳液以质量百分比100％计包括如下质量含量的原料组分：(20‑50)％的聚氨酯预聚体、(0.1‑20)％的乳化剂、(10‑50)％的气凝胶，其余为水，所述乳化剂的疏水基与气凝胶相结合，在气凝胶表面形成亲水保护膜。本发明方法以乳化剂作为疏水气凝胶在水中稳定分散的分散稳定剂，无需对疏水气凝胶进行表面化学改性和热处理，能够在保留疏水气凝胶孔结构的情况下实现疏水性气凝胶与水性聚氨酯稳定复配。CN115820096ACN115820096A权利要求书1/1页1.一种功能水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述水性聚氨酯乳液以质量百分比100％计包括如下质量含量的原料组分：(20‑50)％的聚氨酯预聚体、(0.1‑20)％的乳化剂、(10‑50)％的气凝胶，其余为水，所述乳化剂的疏水基与气凝胶相结合，在气凝胶表面形成亲水保护膜。2.根据权利要求1所述的功能水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述聚氨酯预聚体是二异氰酸酯、大分子多元醇在小分子扩链剂和催化剂存在条件下进行预聚反应后的产物。3.根据权利要求2所述的功能水性聚氨酯乳液，其特征在于，二异氰酸酯与大分子多元醇摩尔比为(1‑10):1，二异氰酸酯与小分子扩链剂的摩尔比为(1‑10):1。4.根据权利要求2所述的功能水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述大分子多元醇选自聚醚多元醇、己二酸型聚酯多元醇、苯酐型聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己内酯多元醇和二聚酸聚脂多元醇中的一种或几种，所述大分子多元醇的数均分子量为500‑5000。5.根据权利要求2所述的功能水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述小分子扩链剂包括1,3‑丙二醇、季戊四醇、乙二醇、丙三醇、甲基二乙醇胺、1,4‑丁二醇、1,2‑二溴丁二醇、2,3‑二溴丁二醇、1,2‑二羟基‑3‑丙磺酸钠、乙二胺基乙磺酸盐、乙二羟基乙磺酸盐、2,4‑二氨基苯磺酸钠、2,2‑二甲基‑1‑丙胺磺酸盐、2,2‑羟甲基丁酸、2,2‑羟甲基丙酸中的一种或几种。6.根据权利要求2所述的功能水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、聚醚改性甲苯二异氰酸酯、己二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、三甲基己烷二异氰酸酯、四甲基苯二甲苯二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯中的一种或几种。7.根据权利要求1所述的功能水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述乳化剂包括阴离子型乳化剂、阳离子型乳化剂、非离子型乳化剂中的一种或几种。8.根据权利要求1所述的功能水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述气凝胶包括二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、氧化锆气凝胶、碳化硅气凝胶、氮化硅气凝胶中的一种或几种。9.一种制备如权利要求1‑8任一所述的功能水性聚氨酯乳液的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)预聚反应：在大分子多元醇中依次加入二异氰酸酯、小分子扩链剂、催化剂进行预聚反应后，得到聚氨酯预聚体；(2)乳化反应：将聚氨酯预聚体加入水分散相中进行乳化得到水性聚氨酯乳液，其中水分散相由乳化剂、气凝胶、水组成。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：1)预聚反应：将大分子多元醇加入反应釜中，在真空条件下加热脱水，降温至40‑60℃后，向反应釜中通保护气，同时撤去真空设备，向其中依次加入二异氰酸酯、小分子扩链剂、催化剂，搅拌升温至50‑80℃，然后在此温度以及保护气下保温1‑6h后得聚氨酯预聚体；2)乳化过程：将步骤1)所得聚氨酯预聚体加入装有乳化剂、气凝胶和水的乳化器中进行乳化，乳化的具体步骤为：在6000‑20000r/min的条件下预乳化5‑30min，然后在1000‑2000r/min的条件下继续搅拌1‑3h，得水性聚氨酯乳液。2CN115820096A说明书1/5页一种功能水性聚氨酯乳液及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及水性聚氨酯技术领域，具体而言，涉及