60?80°C反應0.5?3.0h,得到水性聚氨酯預聚體;
步驟三:以異氰脲酸酯為核的超支化水性聚氨酯的合成:
將步驟一得到的端羥基超支化聚(異氰脲酸酯-酯)溶解于溶劑中,與步驟二得到的水性聚氨酯預聚體于40?90°C反應2?6h,控制反應體系中NC0/0H摩爾比為(1.2?1.7):1,最后通過成鹽中和,乳化分散制備得到具有核-殼結(jié)構(gòu)的以異氰脲酸酯為核的超支化水性聚氨酯。
[0021]步驟一中,催化劑選自對甲苯磺酸、磷酸濃硫酸、濃鹽酸、鈦酸四丁酯。
[0022]步驟一中,帶水劑選自甲苯、苯、環(huán)己烷。
[0023]步驟二中,二異氰酸酯為4,4’_二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、1,6_己二異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)。
[0024]步驟二中,低聚物二元醇選自低聚物二元醇為聚四氫呋喃(PTMG)、聚丙二醇(PPG)、聚乙二醇(PEG)、聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)、聚己內(nèi)酯二醇(PCL)、聚己二酸1,4_丁二醇酯(PBA)、聚碳酸酯二醇(P⑶L)。
[0025]步驟二中,含親水基團的二元醇選自二羥甲基丙酸(DMPA)、二羥甲基丁酸(DMBA)、N,N-二羥基單馬來酰胺酸、酒石酸。
[0026]步驟二中,小分子擴鏈劑選自1,4-丁二醇(BD0)、1,6_己二醇、甘油、三羥甲基丙烷(TMP)、二甘醇(DEG)、三甘醇、新戊二醇(NPG)、山梨醇、二乙氨基乙醇(DEAE)。
[0027]步驟三中,溶劑選自丙酮、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc )。
[0028]步驟三中,成鹽劑選自三乙胺、氨水、氫氧化鈉,成鹽劑占水性聚氨酯預聚體中羧基總物質(zhì)的量的90%?100%。
[0029]實施例1:
步驟一:端羥基超支化聚(異氰脲酸酯-酯)的合成:
首先將13.1g三-(2-羥乙基)異氰脲酸酯溶解在2g的N,N-二甲基甲酰胺中,加入以三-(2-羥乙基)異氰脲酸酯與二羥甲基丙酸的總質(zhì)量為基準5%的催化劑和以三-(2-羥乙基)異氰脲酸酯與二羥甲基丙酸的總質(zhì)量為基準30%的帶水劑,按照三-(2-羥乙基)異氰脲酸酯與二羥甲基丙酸的摩爾比為1:4.0的量滴加溶解在20.0g丙酮中的二羥甲基丙酸,于140°C反應4h,得到端羥基超支化聚(異氰脲酸酯-酯)GKOHX的粗產(chǎn)品;
再將粗產(chǎn)品經(jīng)二氯甲烷溶解、乙醚洗滌、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑,即得到提純后的一代端羥基超支化聚(異氰脲酸酯-酯)GKOHX;
以一代端羥基超支化聚(異氰脲酸酯-酯)GKOHh為核,與二羥甲基丙酸按照1:7的摩爾比例得到二代端羥基超支化聚(異氰脲酸酯-酯)GKOHh;以此類推,得到不同代數(shù)的端羥基超支化聚(異氰脲酸酯-酯);
步驟二:水性聚氨酯預聚體的合成:
將二異氰酸酯與低聚物二元醇混合,二異氰酸酯與低聚物二元醇的摩爾比為2.5:1,于90°C反應lh,再加入以二異氰酸酯與低聚物二元醇的總質(zhì)量為基準6.0%的含親水基團的二元醇和以二異氰酸酯與低聚物二元醇的總質(zhì)量為基準1.0%的小分子擴鏈劑,于90°C反應2h,最后加入以二異氰酸酯與低聚物二元醇的總質(zhì)量為基準2.5%的無水乙醇對二異氰酸酯基進行部分封端反應,于60°C反應3.0h,得到水性聚氨酯預聚體;
步驟三:以異氰脲酸酯為核的超支化水性聚氨酯的合成:
將步驟一得到的端羥基超支化聚(異氰脲酸酯-酯)溶解于溶劑中,與步驟二得到的水性聚氨酯預聚體于40°C反應6h,控制反應體系中NC0/0H摩爾比為1.2:1,最后通過成鹽中和,乳化分散制備得到具有核-殼結(jié)構(gòu)的以異氰脲酸酯為核的超支化水性聚氨酯。
[0030]步驟一中,催化劑為對甲苯磺酸。
[0031]步驟一中,帶水劑為甲苯。
[0032]步驟二中,二異氰酸酯為4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯。
[0033]步驟二中,低聚物二元醇選自聚四氫呋喃、聚丙二醇。
[0034]步驟二中,含親水基團的二元醇選自二羥甲基丙酸。
[0035]步驟二中,小分子擴鏈劑選自1,4_丁二醇、1,6_己二醇、甘油。
[0036]步驟三中,溶劑為丙酮。
[0037]步驟三中,成鹽劑為三乙胺,成鹽劑占水性聚氨酯預聚體中羧基總物質(zhì)的量的90%。
[0038]實施例2:
步驟一:端羥基超支化聚(異氰脲酸酯-酯)的合成:
首先將13.1g三-(2-羥乙基)異氰脲酸酯溶解在6g的N,N-二甲基甲酰胺中,加入以三-(2-羥乙基)異氰脲酸酯與二羥甲基丙酸的總質(zhì)量為基準3%的催化劑和以三-(2-羥乙基)異氰脲酸酯與二羥甲基丙酸的總質(zhì)量為基準70%的帶水劑,按照三-(2-羥乙基)異氰脲酸酯與二羥甲基丙酸的摩爾比為1:3.5的量滴加溶解在60.0g丙酮中的二羥甲基丙酸,于120°C反應8h,得到端羥基超支化聚(異氰脲酸酯-酯)GKOHX的粗產(chǎn)品;
再將粗產(chǎn)品經(jīng)二氯甲烷溶解、乙醚洗滌、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑,即得到提純后的一代端羥基超支化聚(異氰脲酸酯-酯)GKOHX;
以一代端羥基超支化聚(異氰脲酸酯-酯)Gi(0H)6為核,與二羥甲基丙酸按照1:6.5的摩爾比例得到二代端羥基超支化聚(異氰脲酸酯-酯)GKOH)^以此類推,得到不同代數(shù)的端羥基超支化聚(異氰脲酸酯-酯);
步驟二:水性聚氨酯預聚體的合成:
將二異氰酸酯與低聚物二元醇混合,二異氰酸酯與低聚物二元醇的摩爾比為4:1,于80°C反應2h,再加入以二異氰酸酯與低聚物二元醇的總質(zhì)量為基準4.5%的含親水基團的二元醇和以二異氰酸酯與低聚物二元醇的總質(zhì)量為基準1.4%的小分子擴鏈劑,于80°C反應2.5h,最后加入以二異氰酸酯與低聚物二元醇的總質(zhì)量為基準1.5%的無水乙醇對二異氰酸酯基進行部分封端反應,于70°C反應1.5h,得到水性聚氨酯預聚體;
步驟三:以異氰脲酸酯為核的超支化水性聚氨酯的合成:
將步驟一得到的端羥基超支化聚(異氰脲酸酯-酯)溶解于溶劑中,與步驟二得到的水性聚氨酯預聚體于65°C反應4h,控制反應體系中NC0/0H摩爾比為1.4:1,最后通過成鹽中和,乳化分散制備得到具有核-殼結(jié)構(gòu)的以異氰脲酸酯為核的超支化水性聚氨酯。
[0039]步驟一中,催化劑為磷酸濃硫酸。
[0040]步驟一中,帶水劑為苯。
[0041]步驟二中,二異氰酸酯為1,6_己二異氰酸酯。
[0042]步驟二中,低聚物二元醇選自聚乙二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇。
[0043]步驟二中,含親水基團的二元醇為二羥甲基丁酸。
[0044]步驟二中,小分子擴鏈劑選自三羥甲基丙烷、二甘醇、三甘醇。
[0045]步驟三中,溶劑為N,N-二甲基甲酰胺。
[0046]步驟三中,成鹽劑為氨水,成鹽劑占水性聚氨酯預聚體中羧基總物質(zhì)的量的95%。
[0047]實施例3:
步驟一:端羥基超支化聚(異氰脲酸酯-酯)的合成:
首先將13.1g三-(2-羥乙基)異氰脲酸酯溶解在10g的N,N-二甲基甲酰胺中,加入以三-(2-羥乙基)異氰脲酸酯與二羥甲基丙酸的總質(zhì)量為基準1%的催化劑和以三-(2-羥乙基)異氰脲酸酯與二羥甲基丙酸的總質(zhì)量為基準110%的帶水劑,按照三-(2-羥乙基)異氰脲酸酯與二羥甲基丙酸的摩爾比為1:3.0的量滴加溶解在100.0g丙酮中的二羥甲基丙酸,于100°C反應12h,得到端羥基超支化聚(異氰脲酸酯-酯)GKOHX的