一种无溶剂水性聚氨酯分散液的制造方法.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CN106893041A(43)申请公布日2017.06.27(21)申请号201610883599.7C08G18/66(2006.01)(22)申请日2016.10.10C08G18/48(2006.01)C08G18/32(2006.01)(30)优先权数据C08G18/12(2006.01)1041341772015.10.19TW(71)申请人南亚塑胶工业股份有限公司地址中国台湾台北市敦化北路201号三楼(72)发明人廖德超徐森煌蔡佳龙(74)专利代理机构北京金信知识产权代理有限公司11225代理人张皓严彩霞(51)Int.Cl.C08F283/00(2006.01)C08F220/14(2006.01)C08F220/28(2006.01)C08F220/18(2006.01)权利要求书2页说明书8页(54)发明名称一种无溶剂水性聚氨酯分散液的制造方法(57)摘要一种水性聚氨酯无溶剂制造方法，以丙烯酸酯(acrylate)单体取代丙酮作为稀释聚氨酯预聚物的溶剂，在制程中，不需降温即可添加丙烯酸酯单体，且预聚物经过丙烯酸酯接枝改性后的分散效果佳，不但后续分散于水不发生凝聚现象，且无丙酮残留的问题；尤其所制得的水性聚氨酯，具备优异的机械强度、耐热性与耐水性等特点。CN106893041ACN106893041A权利要求书1/2页1.一种无溶剂水性聚氨酯分散液的制造方法，使用丙烯酸酯取代丙酮溶剂，制得以丙烯酸酯接枝改性的水性聚氨酯，其特征在于，包括以下步骤：1)预聚物的制备：基于包含去离子水的总反应原料量，取聚多元醇15～25wt％，真空脱水后，加入装有搅拌器、温度计和冷凝管的反应器中，待油浴温度达到70-80℃时，加入二异氰酸酯5～12wt％，进行氨酯化反应合成预聚物；且预聚物的NCO理论当量比值(NCO/OH)介于1.1～2.3；2)预聚物的稀释及扩链：预聚物反应2-3小时后，再加入丙烯酸酯单体10～30wt％稀释降粘，保持温度85-90℃保温反应，直到NCO含量达到理论值，加入磺酸盐扩链剂1.5～3.0wt％，继续反应25-40分钟；其中，所述丙烯酸酯单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2羟乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸乙基己基酯中的一种以上；3)分散于水：将步骤2)所得聚合物降温至室温，在转速500rpm高速搅拌下，加入适量去离子水35～55wt％，再加入二胺类扩链剂0.1～0.5wt％进行扩链反应约30分钟，得到不含溶剂的磺酸盐型水性聚氨酯分散液；4)丙烯酸酯聚合：基于总反应原料量，对步骤3)的分散液加入乳化剂0.3～1.0wt％混合形成乳化液，搅拌均匀后升温至50-70℃，再滴加起始剂0.01～0.10wt％，接着继续升温至75-85℃进行丙烯酸酯聚合约1-3小时后，降温至50-70℃后加入还原剂0.01～0.08wt％，制得水性聚氨酯丙烯酸酯接枝改性分散液。2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，步骤1)使用的聚多元醇选自聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇或其组合物。3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，步骤2)使用的丙烯酸酯单体为丙烯酸2羟乙酯(2-HEA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)及丙烯酸乙酯(EA)的混合物。4.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，基于总丙烯酸酯单体重量，步骤2)使用的丙烯酸酯单体为：(a)甲基丙烯酸甲酯85～94wt％；(b)丙烯酸2羟乙酯4～9wt％；及(c)丙烯酸乙酯2～6wt％。5.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，基于总丙烯酸酯单体重量，步骤2)使用的丙烯酸酯单体为：甲基丙烯酸甲酯92wt％、丙烯酸2羟乙酯5wt％及丙烯酸乙酯3％。6.根据权利要求1所述的制造方法，其中，步骤2)使用的磺酸盐扩链剂选自乙二胺基乙磺酸钠、2,4-二胺基苯磺酸钠、3,5-二胺基苯磺酸钠、1,4-丁二醇-2-磺酸钠、1,2-二羟基-3-丙磺酸钠或N,N-二羟乙基胺乙基磺酸钠。7.根据权利要求1所述的制造方法，其中，步骤2)使用乙二胺基乙磺酸钠(AAS)为扩链剂。8.根据权利要求1所述的制造方法，其中，步骤3)使用的二胺类扩链剂的(数均)分子量2CN106893041A权利要求书2/2页未满500，并选自乙二胺、六亚甲基二胺、二甲苯二胺、异佛尔酮二胺、二乙烯三胺或N-胺基乙基-N-乙醇胺；且该扩链剂用量为(NCO/OH)当量比10％至20％。9.根据权利要求1所述的制造方法，其中，步骤4)使用的起始剂选自特丁基过氧化物或碱金属过硫酸盐，或者选自由过氧化氢、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸锂及过硫酸铵所组成的群组中的一种以上。10.根据权利要求1所述的制造方法，其中，步骤4)使用的还原剂选自