CN102898615A - 一种环氧树脂改性水性聚氨酯的方法 - Google Patents

一种环氧树脂改性水性聚氨酯的方法 Download PDF

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Abstract

一种环氧树脂改性水性聚氨酯的方法，是以TDI、N220、BDO、DMPA、E-44为原料制备预聚体，加入HEA对预聚体的端-NCO进行封端，加入三乙胺进行中和反应生成盐，制得双键封端的水性聚氨酯乳液，可进一步作为水性紫外光固化涂料或胶黏剂的预聚物或在HEA的作用下与丙烯酸酯类的单体进行进一步的工具改性。本发明得到的水性聚氨酯成膜后具有较好的力学性能、耐水性及耐溶剂性。

Description

一种环氧树脂改性水性聚氨酯的方法
技术领域
本发明涉及一种环氧树脂改性水性聚氨酯的方法，属化工领域。
技术背景        
水性聚氨酯作为一种热门材料已被广泛的应用于涂料工业、制革工业、胶黏剂等方面。传统的水性聚氨酯由于引入了亲水性基团，使得水性聚氨酯涂膜的耐水性和耐溶剂型较差，因此，通过改性来提高水性聚氨酯的涂膜耐水性和力学性能变得很有必要。
环氧树脂具有模量高、耐化学性好的优点，能够直接参与水性聚氨酯的合成反应，进而提高水性聚氨酯的耐化学性及力学性能。本文充分利用了环氧树脂的环氧基和羟基参与反应，形成多重交联，制得环氧树脂改性的水性聚氨酯，具有良好的耐化学性和力学性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种环氧树脂改性水性聚氨酯的方法，得到的水性聚氨酯具有很好的耐化学性和力学性能。
为实现以上目的，本发明的耐水性水性聚氨酯的制备方法，其步骤具体为：
(1) 以2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二醇(N220)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)，环氧树脂(E-44)为原料制备预聚体。
(2) 加入丙烯酸羟乙酯(HEA)对预聚体的端-NCO进行封端，反应50min。
(3) 降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应生成盐，反应3-4min。
(4) 加入水进行乳化60min，得到HEA封端的水性聚氨酯乳液。
步骤(1)中预聚体原料的配比为：TDI与N220、DMPA、BDO、E-44的摩尔比为1.2:1-1.3:1，BDO占预聚体质量的2%-3%，DMPA占预聚体质量的4%-5%，E-44占预聚体质量的5%-6%。
步骤(2)中丙烯酸羟乙酯(HEA)的物质的量与过量-NCO的物质的量的比值为0.35。
步骤(3)中三乙胺的物质的量与DMPA的物质的量相同。
步骤(4)中水的用量为预聚体总质量的2倍。
本发明产生的有益效果为，本专利采用环氧树脂改性水性聚氨酯，充分利用环氧树脂的环氧基和羟基参与反应，形成多重交联，提高水性聚氨酯的耐化学性和力学性能，此外，在合成过程中引入的丙烯酸羟乙酯对聚氨酯预聚体封端，使所制得的乳液含有不饱和双键，可进一步作为水性紫外线光固化涂料或胶黏剂的预聚物或在丙烯酸羟乙酯的作用下进一步与丙烯酸酯类的单体进行进一步的共聚改性。
实施例
实施例1：
以2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二醇(N220)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂(E-44)为原料制备预聚体。其配比为：TDI与N220、DMPA、BDO、E-44的摩尔比为1.25:1，BDO占预聚体质量的2%，DMPA占预聚体质量的5%。加入丙烯酸羟乙酯(HEA)对预聚体的端-NCO进行封端，反应50min。降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应生成盐，反应4min。加入水进行乳化60min，得到HEA封端的环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液。
实施例2：
以2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二醇(N220)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂(E-44)为原料制备预聚体。其配比为：TDI与N220、DMPA、BDO、E-44的摩尔比为1.3:1，BDO占预聚体质量的2%，DMPA占预聚体质量的5%。加入丙烯酸羟乙酯(HEA)对预聚体的端-NCO进行封端，反应50min。降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应生成盐，反应4min。加入水进行乳化60min，得到HEA封端的环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液。

Claims (5)

1.一种环氧树脂改性水性聚氨酯的方法，其特征在于：步骤如下：
(1) 以2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二醇(N220)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂(E-44)为原料制备预聚体；
(2) 加入丙烯酸羟乙酯(HEA)对预聚体的端-NCO进行封端，反应50min；
(3) 降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应生成盐，反应3-4min；
(4) 加入水进行乳化60min，得到HEA封端的环氧树脂改性水性聚氨酯乳液。
2.如权利要求1所述的一种环氧树脂改性水性聚氨酯的方法，其特征在于：所述的步骤(1)中预聚体原料的配比为：TDI与N220、DMPA、BDO、E-44的摩尔比为1.2:1-1.3:1，BDO占预聚体质量的2%-3%，DMPA占预聚体质量的4%-5%，E-44占预聚体质量的5%-6%。
3.如权利要求1所述的一种环氧树脂改性水性聚氨酯的方法，其特征在于：所述的步骤(2)中丙烯酸羟乙酯(HEA)的物质的量与过量-NCO的物质的量的比值为0.35。
4.如权利要求1所述的一种环氧树脂改性水性聚氨酯的方法，其特征在于：所述的步骤(3)中三乙胺的物质的量与DMPA的物质的量相同。
5.如权利要求1所述的一种强环氧树脂改性水性聚氨酯的方法，其特征在于：所述的步骤(4)中水的用量为预聚体总质量的2倍。
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