專利名稱：一種高固含量的磺酸鹽型兩性水性聚氨酯及其制備方法
技術領域：
本發明涉及水性聚氨酯樹脂領域，尤其涉及一種高固含量的磺酸鹽型兩性水性聚氨酯及其制備方法。
背景技術：
兩性水性聚氨酯在結構上同時含有陽離子和陰離子基團，可在較寬的pH范圍下儲存，穩定性良好。而且還具有較好的力學性能、耐水耐溶劑性，以及良好的生物相容性，可用于涂料、膠黏劑、服裝、箱包、革制品、生物醫學等領域。目前，關于兩性水性聚氨酯的研究報道較少，而且報道的兩性水性聚氨酯的陰離子親水基團和陽離子親水基團是通過兩種親水性擴鏈劑分別引入的，在合成時含陰離子親水基團的親水性擴鏈劑和含陽離子親水基團的親水性擴鏈劑需分兩次加入，反應時間較長。如南京大學的袁江等人先后加入N，N- 二甲基乙醇胺和丙磺酸內酯合成磺銨兩性聚氨酯。溫州大學的蘭云軍等人先在聚氨酯預聚體中加入N-甲基二乙醇胺，后經亞硫酸鈉磺化后得到兩性聚氨酯。天津大學的董岸杰等人采用3-二甲氨基-1，2-丙二醇和二羥甲基丙酸制備兩性聚氨酯。安徽大學的許戈文等人以N-甲基二乙醇胺和乙二胺基乙磺酸鈉為親水擴鏈劑制備了磺酸鹽型兩型聚氨酯。目前生產的水性聚氨酯的固含量多為30%左右，由于水的蒸發潛熱比常用有機溶劑的蒸發潛熱高，存在著干燥時間長、能耗高的缺點，不能適應快節奏的現代化生產線的要求。

發明內容
本發明的第一個目的是為了克服現有技術存在的缺點和不足，而提供一種合成簡單高效且高固含量的磺酸鹽型兩性水性聚氨酯
本發明的另一個目的是提供上述高固含量的磺酸鹽型兩性水性聚氨酯的制備方法。為實現本發明的第一個目的，本發明的技術方案是包括以下組分，以質量份數計
聚合物多元醇 10 30份二異氰酸酯6 15份
非親水性擴鏈劑 01份親水性擴鏈劑Γ2份
余量為水，
其中，親水性擴鏈劑的結構式為
權利要求
1.一種高固含量的磺酸鹽型兩性水性聚氨酯，其特征在于包括以下組分，以質量份數聚合物多元醇 10 30份二異氰酸酯6 15份非親水性擴鏈劑 01份親水性擴鏈劑Γ2份余量為水，其中，親水性擴鏈劑的結構式為
2.根據權利要求I所述的一種高固含量的磺酸鹽型兩性水性聚氨酯，其特征在于所述的聚合物多元醇為聚酯多元醇和聚醚多元醇中的至少一種，聚酯多元醇為數均分子量 500^3000的聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸己二醇酯、聚己二酸乙二醇丁二醇酯、聚己內酯多元醇、聚碳酸酯多元醇中的至少一種，聚醚多元醇數為數均分子量 500^3000的聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氫呋喃醚二醇中的至少一種。
3.根據權利要求I所述的一種高固含量的磺酸鹽型兩性水性聚氨酯，其特征在于所述的二異氰酸酯為六亞甲基二異氰酸酯、氫化二苯基甲烷二異氰酸酯、氫化甲苯二異氰酸酯中的至少一種。
4.根據權利要求I所述的一種高固含量的磺酸鹽型兩性水性聚氨酯，其特征在于所述的非親水性擴鏈劑為乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、一縮二乙二醇、1，3-環己二醇中的至少一種。
5.根據權利要求I所述的一種高固含量的磺酸鹽型兩性水性聚氨酯，其特征在于所述的親水性擴鏈劑占總固體質量的2 12%。
6.一種制備如權利要求I所述的高固含量的磺酸鹽型兩性水性聚氨酯的制備方法，其特征在于包括以下步驟，以下份數以質量份數計(1)將1(Γ30份聚合物多元醇加入到反應容器中，開動攪拌，在110°C 120°C下真空除水2h ；(2)降溫至80°C 90°C，將6 15份二異氰酸酯和O.2、. 5份催化劑投入反應容器，在N2 保護下反應f 3h，再降溫至6(T80°C，加入(Γ2份非親水性擴鏈劑，反應f 2h ;或者(2’ )降溫至80°C ^90°C，將6 15份二異氰酸酯、(Γ2份非親水性擴鏈劑和O. 2^0. 5份催化劑投入反應容器，在N2保護下反應llh，得到預聚體；(3)降溫至50°C 60°C，投入用Γ7份溶劑I溶解的f2份親水擴鏈劑，在N2保護下反應2 4h ;反應過程中可根據粘度加入(Γ30份溶劑II稀釋，得到離聚體；(4)在步驟(3)所得的離聚體中加入1(Γ45份水，通過高速攪拌進行乳化，蒸除溶劑II 后得固含量為50±5%的高固含量磺酸型兩性水性聚氨酯，所述的溶劑I為二甲基甲酰胺、二甲基亞砜中的至少一種，所述的溶劑II為丙酮。
7.根據權利要求6所述的一種高固含量的磺酸鹽型兩性水性聚氨酯的制備方法，其特征在于所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫。
全文摘要
本發明公開了一種高固含量的磺酸鹽型兩性水性聚氨酯及其制備方法該樹脂是由聚合物二元醇和二異氰酸酯經預聚反應后，加入兩性親水性擴鏈劑和/或非親水擴鏈劑，再經水乳化制得的，由于一步引入陰離子親水性基團和陽離子親水性基團，具有合成簡單的優點，同時獲得的水性聚氨酯穩定性良好，具有較強的力學性能和耐水耐溶劑性，可用于涂料、膠黏劑、服裝、箱包、革制品、生物醫藥等各個領域。
文檔編號C08G18/32GK102585149SQ201210008478
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月12日 優先權日2012年1月12日
發明者劉若望, 張云浩, 翟蘭蘭, 袁繼新, 鐘凱 申請人:溫州大學