專利名稱：陰非離子型水分散聚氨酯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚氨酯的制備方法，尤其是一種陰非離子型水分散聚氨酯的制備方法。
背景技術(shù)：
聚氨酯即由多異氰酸酯與多元醇反應(yīng)而形成的以氨基甲酸酯重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元。聚氨酯樹脂具有軟硬度可調(diào)、耐磨、耐溶劑、耐低溫及與大多數(shù)材料有粘結(jié)性等特點(diǎn)。聚氨酯樹脂疏水性很強(qiáng)，既不溶于水中，也很難分散于水中，而異氰酸酯基團(tuán)與水的反應(yīng)活性很大，所以直接制備水性聚氨酯很難實(shí)現(xiàn)。因此，要制取水性聚氨酯，首先要在聚氨酯大分子鏈上引入親水基團(tuán)，然后將其分散于水中，制得水分散聚氨酯。為了提高水性聚氨酯涂層的性能，可在上述體系中引入封閉劑，即封閉劑與預(yù)聚體中的部分異氰酸基反應(yīng)生成氨酯鍵，而氨酯鍵在加熱的條件下又裂解生成異氰酸酯(解封閉)，再與織物上的羥基反應(yīng)生成聚氨酯，這樣就增加了聚氨酯涂層與織物的結(jié)合力。涂層整理是一種新型的整理工藝，它能賦予織物許多特定的功能，如拒水、透氣、 透濕、防風(fēng)、防鉆絨、防油、防輻射和阻燃等特性。還可以對織物進(jìn)行特種高級(jí)整理。例如 單面染色、閃光效應(yīng)以及混色效應(yīng)。因此，涂層整理技術(shù)得到了長足發(fā)展。涂層整理所用的涂層劑主要有天然及合成橡膠、聚氯乙烯、硅酮彈性體、聚丙烯酸酯、聚氨酯等。在精細(xì)涂層加工中，主要采用后述兩種材料。在我國，精細(xì)涂層織物普遍使用聚丙烯酸酯類。由于聚丙烯酸酯涂層劑涂層有表面粗糙、彈性較差，低溫易脆裂等缺點(diǎn)， 故該類涂層僅適用于中低檔涂層織物。而聚氨酯涂層劑則有優(yōu)良的耐磨、耐寒、耐溶劑和彈性好等優(yōu)點(diǎn)，因此，聚氨酯涂層特別適宜于寒冷地區(qū)的服裝織物以及中高檔涂層織物的整理。對于聚氨酯涂層劑，一般分為溶劑型聚氨酯涂層劑以及水分散型聚氨酯涂層劑，溶劑型聚氨酯涂層劑有易燃、毒氣、環(huán)境污染等缺陷，因而近年來的研究主要集中于水分散型聚氨酯涂層劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種陰非離子型水分散聚氨酯的制備方法，其采用丙酮法-二步予聚法，在均相中完成整個(gè)聚合物生長過程，所制備的陰非離子型水分散聚氨酯具有較好的性能，經(jīng)其涂層后的織物手感柔軟，富有彈性，靜水壓高，乳液粒子小，貯存穩(wěn)定。為實(shí)現(xiàn)以上的技術(shù)目的，本發(fā)明將采取以下的技術(shù)方案
一種陰非離子型水分散聚氨酯的制備方法，包括以下步驟先分別制備出二羥基親水聚醚以及二羥基羧酸化合物；接著先將聚酯二醇與二羥基親水聚醚進(jìn)行真空脫水處理后， 在T12催化劑作用下，與二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯發(fā)生預(yù)聚反應(yīng)，獲得預(yù)聚體；然后在預(yù)聚體中先加入擴(kuò)鏈劑1. 4- 丁二醇進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，接著加入二羥基羧酸化合物繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)， 而后加入擴(kuò)鏈劑乙二胺再次進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，最后在常溫下加入KOH溶液對經(jīng)過擴(kuò)鏈處理的預(yù)聚體進(jìn)行PH值中性調(diào)節(jié)，在高剪切力作用下，緩慢加入去離子水，分散乳化成乳液，真空
3脫除有機(jī)溶劑后即為陰非離子型水分散聚氨酯。所述二羥基親水聚醚通過以下步驟制成所述二羥基親水聚醚通過以下步驟制成將單羥段聚醚通過減壓蒸餾裝的方式在110-115°C、971tfa真空下脫水；接著在氮?dú)獗Ｗo(hù)下一次加入MDI，在攪拌下再升溫至10(TC反應(yīng)3小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后在高真空下脫除過量 MDI，降溫至25-30°C，滴加二乙醇胺攪拌反應(yīng)30min，冷卻后產(chǎn)物為二羥基親水聚醚。所述二羥基羧酸化合物通過以下步驟制成將摩爾比為1:1的比例分別投入酸酐和二乙醇胺，在催化劑4A分子篩固載鉬催化劑的作用下，于25-40°C，反應(yīng)1小時(shí)后即可。根據(jù)以上的技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)以下的有益效果
本發(fā)明采用丙酮法-二步予聚法，在均相中完成整個(gè)聚合物生長過程，所制備的陰非離子型水分散聚氨酯具有較好的性能，經(jīng)其涂層后的織物手感柔軟，富有彈性，靜水壓高， 乳液粒子小，貯存穩(wěn)定。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)地說明本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明所述陰非離子型水分散聚氨酯的制備方法，所涉及藥品有單羥段聚醚； TDI ；二乙醇胺；酸酐；聚酯二醇；T12催化劑；二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯；丙酮；1. 4- 丁二醇；乙二胺；KOH溶液；去離子水；具體步驟為
二羥基親水聚醚——將200克單羥段聚醚加到500ml的四口燒瓶中，裝上攪拌器，溫度計(jì)，減壓蒸餾裝置升溫，待聚醚熔化后開始攪拌，在115°C、97kl^真空下脫水30min，降溫至 70°C以下時(shí)，將減壓蒸餾裝置換上冷凝器，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下一次加入MDI65克，在攪拌下再升溫至100°C反應(yīng)3小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后在高真空下脫除過量MDI，降溫至25-30°C，滴加二乙醇胺。攪拌反應(yīng)30min，冷卻后產(chǎn)物為二羥基親水聚醚，其具有的羥值為KOH/g ；
二羥基羧酸化合物——在裝有冷凝器、溫度計(jì)和攪拌器的四口反應(yīng)燒瓶中，按照摩爾比為1:1的比例分別投入酸酐和二乙醇胺，在催化劑4A分子篩固載鉬催化劑的作用下，于 25-40°C，反應(yīng)1小時(shí)后即可；
預(yù)聚反應(yīng)——將所需量的聚酯二醇及上述的二羥基親水聚醚加到四口反應(yīng)瓶中，加熱熔化后裝上攪拌器、溫度計(jì)、減壓蒸餾裝置，開始攪拌在130°C及97kPa的真空下脫水30-60 分鐘；換上冷凝器后，降至60°C時(shí)，加入T12催化劑以及二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯，之后升溫至80-90°C反應(yīng)2小時(shí)，得到粘稠預(yù)聚體，稍冷后加入適量的丙酮進(jìn)行降粘處理；
擴(kuò)鏈及引入羧基——在預(yù)聚體中分步加入擴(kuò)鏈劑，先加入計(jì)量的擴(kuò)鏈劑1.4-丁二醇于 50°C下反應(yīng)1小時(shí)，再加入上述所制備的二羥基羧酸化合物繼續(xù)反應(yīng)30min，然后加入擴(kuò)鏈劑乙二胺，體系粘度逐漸增大，達(dá)到所需粘度后，加入分子量調(diào)節(jié)劑在50°C反應(yīng)30min
中和分散——在常溫下緩慢加入KOH溶液，致使pH值介于7-8，攪拌均勻后，轉(zhuǎn)入快速乳化器，在高剪切力作用下，緩慢加入去離子水，開始時(shí)溶液透明，然后粘度逐漸增大成白色糊狀物，達(dá)到粘度高峰后，少量水即可導(dǎo)致粘度急劇下降，最終成半透明的稀溶液，經(jīng)真空脫除有機(jī)溶劑后即為成品。
權(quán)利要求
1.一種陰非離子型水分散聚氨酯的制備方法，其特征在于，包括以下步驟先分別制備出二羥基親水聚醚以及二羥基羧酸化合物；接著先將聚酯二醇與二羥基親水聚醚進(jìn)行真空脫水處理后，在T12催化劑作用下，與二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯TDI發(fā)生預(yù)聚反應(yīng)，獲得預(yù)聚體；然后在預(yù)聚體中先加入擴(kuò)鏈劑1. 4- 丁二醇進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，接著加入二羥基羧酸化合物繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，而后加入擴(kuò)鏈劑乙二胺再次進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，最后在常溫下加入KOH溶液對經(jīng)過擴(kuò)鏈處理的預(yù)聚體進(jìn)行PH值中性調(diào)節(jié)，在高剪切力作用下，緩慢加入去離子水， 分散乳化成乳液，真空脫除有機(jī)溶劑后即為陰非離子型水分散聚氨酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述陰非離子型水分散聚氨酯的制備方法，其特征在于，所述二羥基親水聚醚通過以下步驟制成將單羥段聚醚通過減壓蒸餾裝的方式在110-115°C、97kPa 真空下脫水；接著在氮?dú)獗Ｗo(hù)下一次加入MDI，在攪拌下再升溫至100°C反應(yīng)3小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后在高真空下脫除過量MDI，降溫至25-30°C，滴加二乙醇胺攪拌反應(yīng)30min，冷卻后產(chǎn)物為二羥基親水聚醚。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述陰非離子型水分散聚氨酯的制備方法，其特征在于，所述二羥基羧酸化合物通過以下步驟制成將摩爾比為1:1的比例分別投入酸酐和二乙醇胺，在催化劑4A分子篩固載鉬催化劑的作用下，于25-40°C，反應(yīng)1小時(shí)后即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種陰非離子型水分散聚氨酯的制備方法，其先分別制備出二羥基親水聚醚以及二羥基羧酸化合物；將聚酯二醇與二羥基親水聚醚進(jìn)行真空脫水處理后，在T12催化劑作用下，與二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯發(fā)生預(yù)聚反應(yīng)，獲得預(yù)聚體；在預(yù)聚體中先加入擴(kuò)鏈劑1.4-丁二醇進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，加入二羥基羧酸化合物繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，加入擴(kuò)鏈劑乙二胺再次進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，在常溫下加入KOH溶液對經(jīng)過擴(kuò)鏈處理的預(yù)聚體進(jìn)行pH值中性調(diào)節(jié)，攪拌著緩慢加入去離子水，分散乳化成乳液，脫除有機(jī)溶劑后即為產(chǎn)品。因此，本發(fā)明所制備聚氨酯具有較好的性能，經(jīng)其涂層后的織物手感柔軟，富有彈性，靜水壓高，乳液粒子小，貯存穩(wěn)定。
文檔編號(hào)C08G18/34GK102432824SQ20111025119
公開日2012年5月2日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者張林榮, 錢華 申請人:吳江市北厙盛源紡織品助劑廠