一種超支化環氧樹脂改性的水性聚氨酯乳液及其制備方法
【技術領域】：
[0001] 本發明屬于紡織材料技術領域，具體涉及一種超支化環氧樹脂改性的水性聚氨酯 乳液及其制備方法。
【背景技術】：
[0002] 聚氨酯是聚氨基甲酸酯的簡稱，也稱為PU，是在分子主鏈中含氨基甲酸酯鍵的一 類聚合物的統稱，通常由異氰酸酯和多元醇加聚生成聚醚或聚酯軟段與氨基甲酸酯硬段， 還含有相當數量的氨酯鍵。聚氨酯具有耐化學性、薄膜耐磨、耐高溫、強度高、富有彈性，涂 飾制品結合力強等特點，而且聚氨酯的分子鏈結構及分子量可調，可軟可硬，能夠使用不同 使用要求，而且可以通過改變多異氰酸酯和多元醇等含有活潑氫的化學物的種類、用量和 工藝，得到各種性能的聚氨酯材料，因此在紡織印染領域有廣泛的應用。
[0003] 傳統的聚氨酯材料是以溶劑性為主，有機溶劑易燃、易爆、易揮發、氣味大，使用時 溶液造成污染和散發毒性，因此隨著人們對環境保護的日益重視，水性聚氨酯的開發和應 用引起了人們的關注。
[0004] 水性聚氨酯是以水為介質，體系中不含或者含很少的有機溶劑，不但保留了傳統 溶劑型聚氨酯材料的一些優良特性，如良好的耐磨性、柔韌性、耐低溫性和耐疲勞性，而且 還具有無毒、節能、安全、無污染、成本低、易加工等優點，在紡織涂料、印花粘合劑、紡織復 合膠、紡織涂層膠等領域有廣泛的應用。然而單組分的水性聚氨酯缺乏良好的穩定性，且分 子量較低，與溶劑型聚氨酯相比在耐溶性、耐水性、強度、表面光澤度和鮮艷性方面都比較 低，因此需要對水性聚氨酯進行改性。
[0005] 中國專利CN 102432814A(公開日2012.5.2)公開的環氧樹脂改性聚氨酯乳液，將 聚氨酯預聚體中接枝環氧樹脂，通過DMPA擴鏈劑和三乙胺的促進下，在高速剪切條件下得 到環氧樹脂改性的聚氨酯乳液，該乳液具有優異的力學性能、耐水性和耐溶劑性。中國專利 〇~ 10379002(^(公開日2014.5.14)公開的聚氨酯結構改性的環氧樹脂上漿劑乳液及其制 備和應用，將雙酸A型環氧樹脂反應物在高溫下抽真空脫水至無氣泡產生，然后將干燥的環 氧樹脂在氮氣保護下計入異氰酸酯，加熱反應得到聚氨酯結構改性的環氧樹脂組合物，再 添加表面活性劑、抗氧化劑、流平劑和防凍劑，得到聚氨酯結構改性的環氧樹脂上漿劑乳 液，該上漿劑乳液通過調節異氰酸酯組分的用量調節產品的集束性、耐磨性和韌性，得到應 用穩定性良好的上漿劑。
【發明內容】
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[0006] 本發明要解決的技術問題是提供一種超支化環氧樹脂改性的水性聚氨酯乳液及 其制備方法，采用超支化環氧樹脂改性葡萄糖聚氨酯，得到耐溶性、耐水性、強度、表面光澤 度和鮮艷性方面都不低于溶劑型聚氨酯乳液的綠色聚氨酯乳液，而且比溶劑型聚氨酯乳液 更加綠色無毒，對環境無污染，成本低
[0007] 為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：
[0008] 一種超支化環氧樹脂改性的水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述超支化環氧樹脂 改性的水性聚氨酯乳液主要為環氧樹脂改性的聚氨酯乳液，所述環氧樹脂為超支化環氧樹 月旨，所述聚氨酯為水性聚氨酯。
[0009] 優選地，所述環氧樹脂為雙酸A型環氧樹脂。
[0010] 本發明還提供一種超支化環氧樹脂改性的水性聚氨酯乳液的制備方法，其特征在 于:包括以下步驟：
[0011] (1)按摩爾比，將10-15份的雙元及多元胺與3-6份的雙酚A型環氧樹脂混合，加熱 反應，得到超支化環氧樹脂；
[0012] (2)按重量份計，在氮氣環境下，將10-30份的異氰酸酯中加入1-2份的葡萄糖，混 合均勻后加入10-20份的多元醇中，70-90 °C下加熱反應30-50min，然后加入3-15份的助劑， 繼續反應30-40min，加入丙酮調節粘度，得到葡萄糖改性的聚氨酯；
[0013] (3)按重量份計，將20-40份的步驟（1)制備的超支化環氧樹脂中加入3-8份的乙二 胺，加入丙酮稀釋，加熱攪拌，然后加入50-80份的步驟(2)制備的葡萄糖改性的聚氨酯和7-15份的三乙胺，攪拌反應，得到超支化環氧樹脂改性的水性聚氨酯乳液。
[0014] 作為上述技術方案的優選，所述步驟(1)中，雙元及多元胺為雙丙酮丙烯酰胺DAAM 或者二鄰氯二苯胺甲燒M0CA。
[0015] 作為上述技術方案的優選，所述步驟（1)中，加熱反應的溫度為85-90°C，反應時間 為2-3h。
[0016] 作為上述技術方案的優選，所述步驟(2)中，異氰酸酯為異氟爾酮二異氰酸酯IPDI 或者芳香族二苯基甲烷二異氰酸酯MDI。
[0017] 作為上述技術方案的優選，所述步驟(2)中，多元醇為脫水的聚環氧丙烷二醇。
[0018] 作為上述技術方案的優選，所述步驟(2)中，助劑為擴鏈劑和催化劑。
[0019] 作為上述技術方案的優選，所述步驟(3)中，加熱攪拌的溫度為90-100°C，時間為 2h〇
[0020] 作為上述技術方案的優選，所述步驟（3)中，繼續反應的溫度為70-75°C，時間為 4h〇
[0021] 與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
[0022] (1)本發明制備的超支化環氧樹脂改性的水性聚氨酯乳液中主要采用環氧樹脂改 性聚氨酯乳液，環氧樹脂具有高模量、高強度和熱穩定性好等特點，具有環氧基和仲羥基， 與聚氨酯預聚體共聚后，乳液的穩定性好，薄膜的力學性能、耐溶劑劑耐水性明顯提高。 [0023] (2)本發明采用的是超支化的環氧樹脂，超支化的環氧樹脂浸潤性、模量、穩定性 更好，能更好的優化聚氨酯乳液的物理性能。
[0024] (3)本發明采用的葡萄糖改性的聚氨酯作為基底材料，葡萄糖中含有五個羥基，能 與異氰酸酯發生反應，實現水性改性，而且葡萄糖的來源廣泛、成本低，基于葡萄糖改性制 備的水性聚氨酯的性能優異成本低。
[0025] (4)本發明制備的超支化環氧樹脂改性的水性聚氨酯乳液在耐溶性、耐水性、強 度、表面光澤度和鮮艷性方面都不低于溶劑型聚氨酯乳液，而且比溶劑型聚氨酯乳液更加 綠色無毒，對環境無污染，成本低，有利于市場推廣。
【具體實施方式】：
[0026]下面將結合具體實施例來詳細說明本發明，在此本發明的示意性實施例以及說明 用來解釋本發明，但并不作為對本發明的限定。
[0027] 實施例1:
[0028] (1)按摩爾比，將10份的雙丙酮丙烯酰胺DAAM與3份的雙酚A型環氧樹脂混合，在85 °C下加熱反應2h，得到超支化環氧樹脂。
[0029] (2)按重量份計，在氮氣環境下，將10份的異氟爾酮二異氰酸酯IPDI中加入1-2份 的葡萄糖，混合均勻后加入10份的脫水的聚環氧丙烷二醇中，70°C下加熱反應30min，然后 加入3份的擴鏈劑和催化劑，繼續反應30min，加入丙酮調節粘度，得到葡萄糖改性的聚氨 酯。
[0030] (3)按重量份計，將20份的步驟（1)制備的超支化環氧樹脂中加入3份的乙二胺，加 入丙酮稀釋，在90°C下加熱攪拌2h，然后加入50份的步驟(2)制備的葡萄糖改性的聚氨酯和 7份的三乙胺，在70°C下攪拌反應4h，得到超支化環氧樹脂改性的水性聚氨酯乳液。
[0031] 實施例2:
[0032] (1)按摩爾比，將15份的二鄰氯二苯胺甲燒M0CA與6份的雙酚A型環氧樹脂混合，在 90 °C下加熱反應3h，得到超支化環氧樹脂。
[0033] (2)按重量份計，在氮氣環境下，將30份的芳香族二苯基甲烷二異氰酸酯MDI中加 入2份的葡萄糖，混合均勻后加入20份的脫水的聚環氧丙烷二醇中，90°C下加熱反應50min， 然后加入15份的擴鏈劑和催化劑，繼續反應40min，加入丙酮調節粘度，得到葡萄糖改性的 聚氨酯。
[0034] (3)按重量份計，將40份的步驟（1)制備的超支化環氧樹脂中加入8份的乙二胺，加 入丙酮稀釋，在100°c下加熱攪拌2h，然后加入80份的步驟(2)制備的葡萄糖改性的聚氨酯 和15份的三乙胺，在75°C下攪拌反應4h，得到超支