一种羟基磺酸型亲水扩链剂及其制备方法和基于其制备的高固含量水性聚氨酯及其制备方法与流程

文档序号:23305378发布日期:2020-12-15 11:35阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种羟基磺酸型亲水扩链剂的制备方法,其特征在于,包括:

将氨基磺酸与丙三醇按照1:(0.9~1.3)的质量比进行混合,反应2.5~4.5h,得到混合溶液,将混合溶液洗涤干燥后得到羟基磺酸型亲水扩链剂。

2.根据权利要求1所述的羟基磺酸型亲水扩链剂的制备方法,其特征在于,所述混合过程中还加入尿素作为催化剂,尿素的添加量为氨基磺酸与丙三醇总质量的2%~5%。

3.根据权利要求1所述的羟基磺酸型亲水扩链剂的制备方法,其特征在于,所述洗涤干燥的具体操作为:首先将混合溶液置于无水乙醇中洗涤2~3次,之后进行干燥,将干燥后的产物溶解于甲醇中,过滤干燥后再溶解于去离子水中,然后利用强碱性溶液调节ph至7~7.5,减压蒸馏干燥后得到羟基磺酸型亲水扩链剂。

4.根据权利要求3所述的羟基磺酸型亲水扩链剂的制备方法,其特征在于,所述强碱性溶液为质量分数2%~4%的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。

5.根据权利要求3所述的羟基磺酸型亲水扩链剂的制备方法,其特征在于,所述的减压蒸馏条件为:压强为-0.1mpa,温度为70~80℃,蒸馏时间为1.5~3h。

6.一种利用权利要求1~5任意一项制备方法得到的羟基磺酸型亲水扩链剂,其特征在于,所述羟基磺酸型亲水扩链剂为淡黄色胶状液体。

7.一种基于权利要求6所述的羟基磺酸型亲水扩链剂制备的高固含量水性聚氨酯,其特征在于,所述高固含量水性聚氨酯的粒径为195~400nm;聚合物分散指数为0.038~0.384。

8.一种权利要求7所述的高固含量水性聚氨酯的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤一,将多元醇和二异氰酸酯按照1:(3~4)的摩尔比进行混合,首先在40℃-50℃下反应0.3-0.7h,再在60℃-70℃下反应1.3-1.7h,得到聚氨酯预聚体;

步骤二,以二甲基亚砜为溶剂,以羟基磺酸型亲水扩链剂为溶质,配制浓度为0.2~0.3g/ml的羟基磺酸型亲水扩链剂溶液;

步骤三,将羟基磺酸型亲水扩链剂溶液、1,4-丁二醇小分子扩链剂溶液与步骤一的聚氨酯预聚体混合,在70~90℃下反应3~5h,得到混合溶液的反应体系;反应体系中,羟基磺酸型亲水扩链剂溶液的质量为多元醇和二异氰酸酯总质量的3%~7%,1,4-丁二醇小分子扩链剂溶液的质量为多元醇和二异氰酸酯总质量的2.2%~4%;

步骤四,在步骤三中的反应体系中加入丙酮和去离子水,进行乳化反应,反应30~40min,静置至反应体系表层的泡沫消除,减压蒸馏后得到高固含量水性聚氨酯乳液;其中,丙酮的质量为多元醇和二异氰酸酯总质量的1.5%~3.5%;去离子水的质量为多元醇和二异氰酸酯总质量的107%~109%。

9.根据权利要求8所述的高固含量水性聚氨酯的制备方法,其特征在于,步骤一所述的混合过程中还添加有有机锡类催化剂,有机锡类催化剂的质量为二异氰酸酯和多元醇总质量的1%~3%。

10.根据权利要求8所述的高固含量水性聚氨酯的制备方法,其特征在于,步骤一所述的多元醇为聚酯多元醇、聚醚多元醇或聚碳酸酯多元醇;步骤一所述的二异氰酸酯为脂肪族二异氰酸酯、芳香族二异氰酸酯或脂环族二异氰酸酯。


技术总结
本发明公开了一种羟基磺酸型亲水扩链剂及其制备方法和基于其制备的高固含量水性聚氨酯及其制备方法,属于有机聚合物技术领域。首先以丙三醇和氨基磺酸为原料,通过硫酸酯化反应制备得到羟基磺酸型亲水扩链剂。然后与聚氨酯预聚体反应,得到磺酸型高固含量水性聚氨酯。通过本发明方法制备的磺酸型水性聚氨酯的固含量可达到50%,其乳液性能优异,可用作合成革涂层和包装膜。使用过程中可大大减少溶剂的使用,缩短干燥时间,节约能源消耗。

技术研发人员:任龙芳;郭旭东
受保护的技术使用者:陕西科技大学
技术研发日:2020.09.17
技术公布日:2020.12.15
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