專利名稱：一種具有嵌段結(jié)構(gòu)的聚酯多元醇及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有嵌段結(jié)構(gòu)的聚酯多元醇及其應(yīng)用，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚酯多元醇作為聚氨酯行業(yè)中的最重要的原料之一，在合成彈性體、膠粘劑、鞋底原液、聚氨酯漿料等產(chǎn)品中具有廣泛應(yīng)用。聚酯多元醇在分子鏈結(jié)構(gòu)中主要是作為軟段。以聚酯多元醇作為軟段的聚氨酯具有良好的伸長(zhǎng)率、柔軟性、回彈性等物理性能。彈性聚酯多元醇還可應(yīng)用于聚氨酯柔感涂料中，然而目前我國(guó)缺乏彈性聚酯多元醇的生產(chǎn)技術(shù)，涂料企業(yè)只能購(gòu)買(mǎi)拜耳公司的部分或全部相關(guān)產(chǎn)品來(lái)配制柔感涂料。柔感涂料是指具有柔軟觸感效果的涂料，是彈性聚氨酯涂料的一個(gè)新品種。柔感涂料最突出的特點(diǎn)是具有類(lèi)似橡膠的高彈性、高強(qiáng)度、高耐磨、高抗裂和高抗沖性能，除了在汽車(chē)內(nèi)飾件涂裝領(lǐng)域應(yīng)用以外.還可在電器遙控器外殼、寫(xiě)字用筆的筆套、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)外殼等領(lǐng)域使用。目前水性聚氨酯柔感涂料能有效降低高有機(jī)物揮發(fā)(VOC)，減少環(huán)境污染，已成為新的研發(fā)熱點(diǎn)。例如在DE-A4406159中，水性聚氨酯柔感涂料不單具有溶劑型聚氨酯涂料的耐磨性、耐腐蝕性、耐化學(xué)品性等特點(diǎn)，還具有水性體系的低VOC的特點(diǎn)。有文獻(xiàn)(Lichong Zhou, Bernard Koltisko Rhodia Inc.2005. DEVELOPMENT OF SOFT FEEL COATINGS WITH WARTERBORNE P0LYURETHANE)直接利用單組份水性聚氨酯、含端羥基水性聚氨酯、親水性固化劑及少量助劑等工業(yè)成品配制了雙組份水性聚氨酯柔感涂料，但未提及各組分的具體物質(zhì)組成及含量。US6458898B1將多元酸、多元醇等組分直接混合后，與異氰酸酯反應(yīng)制得雙組份聚氨酯涂料，這類(lèi)涂料應(yīng)用于柔性底材上，特別是汽車(chē)零部件中塑料成形件上。CN 1760330以聚氨酯-聚脲混合物、含羥基端聚酯-聚氨酯分散體與親水性異氰酸酯等工業(yè)成型品直接配制柔感發(fā)泡涂料。但上述文獻(xiàn)資料都未涉及制備具有嵌段結(jié)構(gòu)的聚酯多元醇的方法，以及利用所述聚酯多元醇得到水性聚氨酯和聚氨酯多元醇分散體制備相應(yīng)的柔感涂料的方法。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中適用于制備水性聚氨酯和聚氨酯多元醇分散體，進(jìn)一步制備柔感涂料的具有嵌段結(jié)構(gòu)的聚酯多元醇的種類(lèi)較少的缺陷，本發(fā)明的目的之一在于提供一種具有嵌段結(jié)構(gòu)的聚酯多元醇。本發(fā)明的目的之二在于提供本發(fā)明所述具有嵌段結(jié)構(gòu)的聚酯多元醇的應(yīng)用，所述聚酯多元醇可用于水性聚氨酯、聚氨酯多元醇分散體的制備，通過(guò)所述水性聚氨酯和聚氨酯多元醇分散體可進(jìn)一步制備水性聚氨酯柔感涂料。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種具有嵌段結(jié)構(gòu)的聚酯多元醇，所述聚酯多元醇為B-A-B型嵌段共聚物；
其中A為羧基端脂肪族聚酯，結(jié)構(gòu)式為
權(quán)利要求
1.一種具有嵌段結(jié)構(gòu)的聚酯多元醇，其特征在于所述聚酯多元醇為B-A-B型嵌段共聚物；其中A為羧基端脂肪族聚酯，結(jié)構(gòu)式為
2.一種如權(quán)利要求1所述的具有嵌段結(jié)構(gòu)的聚酯多元醇的制備方法，其特征在于所述方法具體步驟如下步驟一、羥基端芳香族聚酯與羧基端脂肪族聚酯的合成在反應(yīng)釜a、b中，分別同時(shí)進(jìn)行羥基端芳香族聚酯與羧基端脂肪族聚酯的合成；(1)在反應(yīng)釜a中，進(jìn)行羥基端芳香族聚酯的合成將118 168重量份數(shù)的芳香族二元酸或芳香族二元酸酐、70 202重量份數(shù)的二元醇和0. 2 3. 7重量份數(shù)的催化劑加入反應(yīng)釜a中，通入N2,待反應(yīng)釜a中空氣完全排出后，開(kāi)始加熱，待上述反應(yīng)物溶解后開(kāi)始攪拌，當(dāng)反應(yīng)釜a中溫度升高到140°C時(shí)，控制升溫速率為10 15°C /h,當(dāng)溫度升至240°C時(shí)恒溫反應(yīng)，從反應(yīng)釜a中取樣測(cè)酸值，當(dāng)酸值 (3mgK0H/g時(shí)，停止反應(yīng)，得到羥基端芳香族聚酯；自然降溫；(2)在反應(yīng)釜b中，進(jìn)行羧基端脂肪族聚酯的合成將122 210重量份數(shù)的脂肪族二元酸、68 202重量份數(shù)的二元醇和0. 2 4. 3重量份數(shù)的催化劑加入反應(yīng)釜b中，通入N2，待反應(yīng)釜b中空氣完全排出后，開(kāi)始加熱，待上述反應(yīng)物溶解后開(kāi)始攪拌，當(dāng)反應(yīng)釜b中溫度升高到140°C時(shí)，控制升溫速率為10 15°C /h, 當(dāng)溫度升至240 °C后恒溫反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)釜a中樣品的酸值彡3mgK0H/g時(shí)，停止反應(yīng)釜b中的反應(yīng)，得到羧基端脂肪族聚酯；自然降溫；步驟二、具有嵌段結(jié)構(gòu)的聚酯多元醇的合成在降溫過(guò)程中對(duì)反應(yīng)釜b中溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)反應(yīng)釜b中溫度降到140°C時(shí)，將94 178重量份數(shù)的羧基端脂肪族聚酯加入到反應(yīng)釜a中，在攪拌條件下，控制升溫速率為10 15°C /h,當(dāng)反應(yīng)釜a中溫度升至240°C時(shí)恒溫，從反應(yīng)釜a中取樣測(cè)酸值，當(dāng)酸值彡3mgK0H/ g時(shí)，停止反應(yīng)，自然降溫至80 100°C后取出，得到一種具有嵌段結(jié)構(gòu)的聚酯多元醇；
3.—種水性聚氨酯，其特征在于所述水性聚氨酯采用下述方法制備得到，所述方法具體步驟如下將具有嵌段結(jié)構(gòu)的聚酯多元醇在110 120°C真空干燥1 池后，取90 183重量份數(shù)與3 9重量份數(shù)的二羥甲基丙酸加入反應(yīng)釜c中，加入5 10重量份數(shù)的N-甲基吡咯烷酮，通入隊(duì)，進(jìn)行攪拌，攪拌速率為300 500rad/min ；當(dāng)反應(yīng)釜c中溫度升到140°C 后，恒溫1小時(shí)，自然降溫到75 80°C，加入3. 2 9. 5重量份數(shù)的六亞甲基二異氰酸酯、 3. 5 8重量份數(shù)的異佛爾酮二異氰酸酯和0. 1 0. 5重量份數(shù)的催化劑，反應(yīng)2 3小時(shí)后，從反應(yīng)釜c中取樣測(cè)異氰酸酯基的含量，當(dāng)異氰酸酯基的含量為零時(shí)，自然降溫到 40°C，加入3 8重量份數(shù)的三乙胺，反應(yīng)20min后加入含有5 11重量份數(shù)的三乙烯二胺的水溶液，攪拌池，攪拌速率為1500 2000rad/min，得到一種水性聚氨酯；其中，所述具有嵌段結(jié)構(gòu)的聚酯多元醇為如權(quán)利要求1所述的一種具有嵌段結(jié)構(gòu)的聚酯多元醇；所述三乙烯二胺的水溶液的濃度為0. 044 0. llg/ml ；所述催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫或二辛酸二丁基錫中的一種；所述六亞甲基二異氰酸酯與異佛爾酮二異氰酸酯的摩爾比為3 2。
4.一種聚氨酯多元醇分散體，其特征在于所述聚氨酯多元醇分散體采用下述方法制備得到，所述方法具體步驟如下將所述具有嵌段結(jié)構(gòu)的聚酯多元醇在110 120°C真空干燥1 池后，取98 210重量份數(shù)與3 8重量份數(shù)的二羥甲基丙酸加入反應(yīng)釜d中，加入5 10重量份數(shù)的N-甲基吡咯烷酮，通入隊(duì)，進(jìn)行攪拌，攪拌速率為300 500rad/min ；當(dāng)反應(yīng)釜d中溫度升到 140°C后，恒溫1小時(shí)，自然降溫到75 80°C，加入3 8. 4重量份數(shù)的六亞甲基二異氰酸酯、2. 9 7重量份數(shù)的異佛爾酮二異氰酸酯和0. 1 0. 5重量份數(shù)的催化劑，反應(yīng)2 3 小時(shí)后，從反應(yīng)釜d中取樣測(cè)異氰酸酯基的含量，當(dāng)異氰酸酯基的含量為零時(shí)，自然降溫到 40°C，加入3 5重量份數(shù)的三乙胺，反應(yīng)20min后得到預(yù)聚物，將所述預(yù)聚物加入到攪拌條件下的90 ^Oml水中，攪拌池，攪拌速率為1500 2000rad/min，得到一種聚氨酯多元醇分散體；其中，所述具有嵌段結(jié)構(gòu)的聚酯多元醇為如權(quán)利要求1所述的一種具有嵌段結(jié)構(gòu)的聚酯多元醇；所述催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫或二辛酸二丁基錫中的一種；所述六亞甲基二異氰酸酯與異佛爾酮二異氰酸酯的摩爾比為3 2。
5.一種水性聚氨酯柔感涂料，其特征在于所述水性聚氨酯柔感涂料為水性聚氨酯、聚氨酯多元醇分散體、親水性固化劑、助劑和水，其中 水性聚氨酯20 40重量份數(shù)，聚氨酯多元醇分散體 20 40重量份數(shù)， 親水性固化劑5 20重量份數(shù)，助劑1 5重量份數(shù)，水5 20重量份數(shù)；其中，所述水性聚氨酯為如權(quán)利要求3所述的一種水性聚氨酯； 所述聚氨酯多元醇分散體為如權(quán)利要求4所述的一種聚氨酯多元醇分散體； 所述親水性固化劑為親水性脂肪族聚異氰酸酯； 所述助劑為潤(rùn)濕分散劑、消泡劑或流平劑中的一種或一種以上的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水性聚氨酯柔感涂料，其特征在于所述親水性固化劑為 Bayhydur 3100。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水性聚氨酯柔感涂料，其特征在于其中潤(rùn)濕分散劑為 190，消泡劑為BYK 024，流平劑為肌K 381。
8.—種如權(quán)利要求5所述的水性聚氨酯柔感涂料的制備方法，其特征在于所述制備方法步驟如下將水性聚氨酯與聚氨酯多元醇分散體混合攪拌20 60min后，加入助劑，攪拌20 60min后，加入親水性固化劑和水，攪拌30 60min后，得到一種水性聚氨酯柔感涂料； 其中，所述攪拌速率為500 1000rad/min。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有嵌段結(jié)構(gòu)的聚酯多元醇及其應(yīng)用，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。所述聚酯多元醇為B-A-B型嵌段共聚物，其中A為羧基端脂肪族聚酯，結(jié)構(gòu)式為其中R1為(CH2)a，1≤a≤10；R2為(CH2)b，2≤b≤12；m≥1；B為羥基端芳香族聚酯，結(jié)構(gòu)式為其中R3為R4為(CH2)c，2≤c≤12，n≥1，a、b、m、n、c均為自然數(shù)。本發(fā)明還公開(kāi)了所述聚酯多元醇的制備方法，通過(guò)所述聚酯多元醇可制備水性聚氨酯、聚氨酯多元醇分散體，進(jìn)而得到一種水性聚氨酯柔感涂料。所述水性聚氨酯柔感涂料為水性聚氨酯、聚氨酯多元醇分散體、親水性固化劑、助劑和水，所得柔感涂料具有良好的柔韌性和觸感。
文檔編號(hào)C08G18/42GK102492119SQ20111038193
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者周明吉, 矯慶澤, 趙蕓 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)