【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種水性聚氨酯的制備方法，具體涉及一種可應用于bopet薄膜的水性聚氨酯分散液的合成。
技術介紹
1、在應用于光學bopet的水性聚氨酯的分散液一般都是從國外進口，且品質不佳，分散液穩定性差，涂覆出來的薄膜表面由比較多的缺陷，比如凝膠顆粒、表面流平性欠佳，經過高溫高濕后膜有粘連。
2、目前，生產水性聚氨酯的方法主要有外乳化法和內乳化法。其中，因外乳化法得到的產品質量差、膠層物理機械性能不好等缺點逐漸被淘汰；內乳化法又可分為丙酮法、預聚體混合法、熔融分散法、酮亞胺/酮聯氮法、保護端基乳化法。內乳化法是指在聚氨酯分子結構中引人親水基團，無需乳化劑即可使自身分散成乳液的方法，因此成為目前水性聚氨酯生產和研究采用的主要方法。其中，預聚體法避免了有機溶劑的大量使用，且工藝簡單，環保，便于工業化連續生產。但是，常規預聚體法制備水性聚氨酯分散體時，多采用由線性多元酸制備的聚酯多元醇為軟單體，比如常見的己二酸類聚酯多元醇，在聚氨酯合成中也最為常見，雖然其具備柔性性好、價格便宜等優點，但其在耐溶劑性、耐候性方面較差。
技術實現思路
1、本專利技術為克服現有技術弊端，提供一種水性聚氨酯分散液的制備方法，采用預聚體法制備水性聚氨酯，選用由含苯環結構的多元酸制備的聚酯多元醇，且預聚體體系中添加tmp交聯劑，制備的水性聚氨酯分散液穩定性高，與bopet附著力好，高溫高濕后不黏連，耐有機溶劑擦拭。
2、本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：
3、一種水性
4、a、預聚體階段：
5、將聚酯多元醇、溶劑、催化劑加入容器中，緩慢升溫至50℃，350rpm下攪拌，惰性氛圍中，加入異氰酸酯，繼續攪拌至體系溫度穩定，升溫至85℃，保溫反應，反應時間為2h；
6、向上述反應體系中加入親水劑，反應至親水劑中羥值完全消耗后，加入小分子擴鏈劑和交聯劑；
7、將上述反應體系降溫至50℃，向體系中加入中和劑，繼續攪拌1h后，室溫靜置，靜置時間為12h，得到預聚體；
8、b、乳化階段：
9、將靜置的預聚體移至已加入定量水的反應釜中，1000rpm下攪拌，預聚體加入完畢后，向體系中滴加消泡劑，3500rpm下高速攪拌，加入后擴鏈劑，反應30min，降速至1000rpm，繼續攪拌5min，停止反應，得到水性聚氨酯分散液。
10、上述水性聚氨酯分散液的制備方法，所述聚酯多元醇的羥值為55mgkoh/g、110mgkoh/g和220mgkoh/g中的一種或兩種。
11、上述水性聚氨酯分散液的制備方法，所述聚酯多元醇的羥值為220mgkoh/g，其由含苯環結構的多元酸和二元醇合成；所述異氰酸酯為mdi、hdi、hmdi、ndi、xdi中的一種或者兩種組合，優選為hmdi，所述異氰酸酯與聚酯多元醇的摩爾比為5:1～4:1。
12、上述水性聚氨酯分散液的制備方法，所述含苯環結構的多元酸為對苯二甲酸、鄰苯二甲酸、鄰苯二甲酸酐、對苯二甲酸酐中的一種，優選為鄰苯二甲酸酐；所述二元醇為乙二醇、丁二醇或己二醇中的一種。
13、上述水性聚氨酯分散液的制備方法，所述小分子擴鏈劑為二胺類或者二醇，優選二醇，所述二醇為乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇及1，6-己二醇中的一種或幾種，優選1，4-丁二醇(bdo)；交聯劑為tmp，所述小分子擴鏈劑和交聯劑總摩爾量為所述異氰酸酯摩爾量的25％，小分子擴鏈劑和交聯劑的摩爾比為2：1。
14、上述水性聚氨酯分散液的制備方法，所述親水劑為dmpa、dmba中的一種或兩種組合，優選為dmpa，其添加量為異氰酸酯摩爾量的5～8％；所述溶劑為氮甲基吡咯烷酮，其添加質量與制備的預聚體質量比為2：5。
15、上述水性聚氨酯分散液的制備方法，所述催化劑為鈦系、銻系或者錫系中的一種，優選鈦系催化劑，鈦酸四丁酯，其添加量占聚酯多元醇和異氰酸酯質量總和的200～400ppm；所述中和劑為胺類化合物，如三乙胺，其與所述親水劑同比例添加。
16、上述水性聚氨酯分散液的制備方法，所述后擴鏈劑為二胺類擴鏈劑，其添加量為預聚體中未反應的nco摩爾量的90％；所述乳化階段，水的添加量為預聚體和后擴鏈劑總重量的1.5倍；所述消泡劑添加量為3g。
17、上述水性聚氨酯分散液的制備方法，所述乳化階段制備的水性聚氨酯分散液的固含量為30％，分散液的粒徑為0.1μm～1.0μm，水性聚氨酯的數均分子量為3～4萬。
18、一種水性聚氨酯分散液的應用，上述方法制備的水性聚氨酯分散液用于bopet薄膜的在線涂布。所述水性聚氨酯分散液在bopet膜涂覆成干膜后的折射率在1.50～1.55，水性聚氨酯制成干膜后的tg在100℃。
19、本專利技術的有益效果是：
20、本專利技術水性聚氨酯分散液的制備過程中選用的聚酯多元醇為由鄰苯二甲酸酐和二元醇合成，含苯環結構得到多元酸，因其自身含有苯環結構，增加了聚合物的剛性和穩定性，耐溶劑型更優，進一步選用鄰苯二甲酸酐，其形成的分子內酯基處于鄰位，與二元醇反應發生酯化時具有良好的溶解性，制備的聚酯多元醇的粘度低、耐化學性優異。預聚體制備過程中還添加了tmp交聯劑，其在預聚體反應形成三維網絡結構，使得制備的聚氨酯更耐溶劑。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種水性聚氨酯分散液的制備方法，其特征在于：所述制備方法為預聚體法，包括預聚體階段和乳化階段，具體為：
2.根據權利要求1所述的水性聚氨酯分散液的制備方法，其特征在于：所述聚酯多元醇的羥值為55mgKOH／g、110mgKOH／g和220mgKOH／g中的一種或兩種。
3.根據權利要求2所述的水性聚氨酯分散液的制備方法，其特征在于：所述聚酯多元醇的羥值為220mgKOH／g，其由含苯環結構的多元酸和二元醇合成；所述異氰酸酯為MDI、HDI、HMDI、NDI、XDI中的一種或者兩種組合，所述異氰酸酯與聚酯多元醇的摩爾比為5:1~4:1。
4.根據權利要求3所述的水性聚氨酯分散液的制備方法，其特征在于：所述含苯環結構的多元酸為對苯二甲酸、鄰苯二甲酸、鄰苯二甲酸酐、對苯二甲酸酐中的一種；所述二元醇為乙二醇、丁二醇或己二醇中的一種。
5.根據權利要求1所述的水性聚氨酯分散液的制備方法，其特征在于：所述小分子擴鏈劑為二胺類或者二醇，所述二醇為乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇及1，6-己二醇中的一種或幾種；交聯劑為TMP，所述小分子擴鏈劑和交
6.根據權利要求1所述的水性聚氨酯分散液的制備方法，其特征在于：所述親水劑為DMPA、DMBA中的一種或兩種組合，其添加量為異氰酸酯摩爾量的5~8%；所述溶劑為氮甲基吡咯烷酮，其添加質量與制備的預聚體質量比為2：5。
7.根據權利要求6所述的水性聚氨酯分散液的制備方法，其特征在于：所述催化劑為鈦系、銻系或者錫系中的一種，其添加量占聚酯多元醇和異氰酸酯質量總和的200~400ppm；所述中和劑為胺類化合物，其與所述親水劑同比例添加。
8.根據權利要求1所述的水性聚氨酯分散液的制備方法，其特征在于：所述后擴鏈劑為二胺類擴鏈劑，其添加量為預聚體中未反應的NCO摩爾量的90%；所述乳化階段，水的添加量為預聚體和后擴鏈劑總重量的1.5倍；所述消泡劑添加量為3g。
9.根據權利要求1所述的水性聚氨酯分散液的制備方法，其特征在于：所述乳化階段制備的水性聚氨酯分散液的固含量為30%。
10.一種水性聚氨酯分散液的應用，其特征在于：上述權利要求1-9任一項制備的水性聚氨酯分散液用于BOPET薄膜的在線涂布。
...【技術特征摘要】
1.一種水性聚氨酯分散液的制備方法，其特征在于：所述制備方法為預聚體法，包括預聚體階段和乳化階段，具體為：
2.根據權利要求1所述的水性聚氨酯分散液的制備方法，其特征在于：所述聚酯多元醇的羥值為55mgkoh／g、110mgkoh／g和220mgkoh／g中的一種或兩種。
3.根據權利要求2所述的水性聚氨酯分散液的制備方法，其特征在于：所述聚酯多元醇的羥值為220mgkoh／g，其由含苯環結構的多元酸和二元醇合成；所述異氰酸酯為mdi、hdi、hmdi、ndi、xdi中的一種或者兩種組合，所述異氰酸酯與聚酯多元醇的摩爾比為5:1~4:1。
4.根據權利要求3所述的水性聚氨酯分散液的制備方法，其特征在于：所述含苯環結構的多元酸為對苯二甲酸、鄰苯二甲酸、鄰苯二甲酸酐、對苯二甲酸酐中的一種；所述二元醇為乙二醇、丁二醇或己二醇中的一種。
5.根據權利要求1所述的水性聚氨酯分散液的制備方法，其特征在于：所述小分子擴鏈劑為二胺類或者二醇，所述二醇為乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇及1，6-己二醇中的一種或幾種；交聯劑為tmp，所述小分子擴鏈劑和交聯劑總摩爾量為所述異氰酸酯...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉玉磊，劉長豐，李超，孫月，姚曄，鄭云霞，孫晶晶，劉洋，
申請(專利權)人：合肥樂凱科技產業有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。