一种水性聚氨酯及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112159509A(43)申请公布日2021.01.01(21)申请号202010720681.4C08G18/44(2006.01)(22)申请日2020.07.24C08G18/32(2006.01)C09D175/14(2006.01)(71)申请人华南农业大学C09D175/08(2006.01)地址510642广东省广州市天河区五山路C09D175/04(2006.01)483号C09J175/14(2006.01)(72)发明人张超群王晓张怡卢其明C09J175/08(2006.01)罗颖C09J175/04(2006.01)(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限C08L75/14(2006.01)公司44102C08L75/08(2006.01)代理人陈娟C08L75/04(2006.01)C07C319/18(2006.01)(51)Int.Cl.C07C323/59(2006.01)C08G18/10(2006.01)C07C323/58(2006.01)C08G18/66(2006.01)C07D303/36(2006.01)C08G18/67(2006.01)C08G18/48(2006.01)权利要求书2页说明书16页附图6页(54)发明名称优势；利用其制备聚氨酯时，可赋予水性聚氨酯一种水性聚氨酯及其制备方法和应用乳液良好的储存稳定性，高生物含量(高达(57)摘要90％)，且水性聚氨酯的力学性能得到提升，具有本发明涉及一种水性聚氨酯及其制备方法相当或优于常规商业的扩链剂制备得到的水性和应用，包括如下步骤：将多元醇、二异氰酸酯和聚氨酯材料的水平。催化剂混合均匀，加入具有如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示结构的扩链剂，反应即得所述水性聚氨酯；其中，R、R1、R2和R3独立地选自烷基、取代烷基、苯基、取代苯基、杂环基、烷基杂环基或羰基。本发明提供通过选用特定的扩链剂来制备水性聚氨酯，该扩链剂同时具有交联作用的羟基和亲水作用的羧基或叔CN112159509A胺基，且在常温下为液态，具有明显的相容性的CN112159509A权利要求书1/2页1.一种水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将多元醇、二异氰酸酯和催化剂混合均匀，加入具有如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示结构的扩链剂反应，降温加入中和剂中和并乳化即得所述水性聚氨酯；其中，R、R1、R2和R3独立地选自烷基、取代烷基、苯基、取代苯基、杂环基、烷基杂环基或羰基。2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述多元醇为聚酯多元醇、聚醚多元醇或植物油基多元醇中的一种或几种。3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述二异氰酸酯为异氟尔酮二异氰酸酯IPDI、甲苯二异氰酸酯TDI、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、1,6-己二异氰酸酯HDI或L-赖氨酸二异氰酸酯LDI中的一种或几种。4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述催化剂为月桂酸二丁基锡辛酸亚锡、辛酸锌或三亚乙基二胺中的一种或几种。5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，以所述多元醇、二异氰酸酯和扩链剂结构中OH或NCO摩尔值计，摩尔比为1.0:1.5～2.5:0.5～1.5；所述乳化后得到的水性聚氨酯的固含量为5～50％。6.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述反应的温度为50～90℃。时间为60～180min。7.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述催化剂用量为反应物总质量的0.1～1％。2CN112159509A权利要求书2/2页8.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述中和剂为三乙胺、醋酸、盐酸、乙醇酸、赖氨酸中的一种，中和度为60～150％。9.一种水性聚氨酯，其特征在于，通过权利要求1～8任一所述制备方法制备得到。10.权利要求9所述水性聚氨酯在制备涂料、密封剂、粘合剂、泡沫或复合材料中的应用。3CN112159509A说明书1/16页一种水性聚氨酯及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种水性聚氨酯及其制备方法和应用。背景技术[0002]聚氨酯(PU)是最重要的聚合物之一，由于其优异的性能，已在涂料、密封剂、粘合剂、泡沫和复合材料等领域得到广泛的应用。目前制备聚氨酯用的亲水扩链剂大多是二羟甲基丁酸(DMBA)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)等几种。这些亲水扩链剂在有机溶剂中的溶解度较低，导致制备PU时使用大量的溶剂，产生的挥发性有机化合物(VOC)，包括甲苯、丁酮等，对环境和施工人员造成极大的伤害。另一方面，现在石化资源面临枯竭，导致传统亲水扩链剂的价格波动比较大。因此制备新的、环境友好的、价格低廉的亲水扩链剂势在必行。[0003]近年来许多科研工作者