專利名稱：一種聚脲交聯(lián)改性的丙烯酸酯彈性乳液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚脲微交聯(lián)改性的丙烯酸酯彈性乳液的制備方法，該乳液可以用于配制高裝飾性內(nèi)外墻彈性乳膠漆背景技術(shù)
丙烯酸酯共聚物乳液成膜后具有高裝飾性和成膜性，而聚氨酯、聚脲和聚氨酯脲具有高彈性、附著力和耐水性，將它們復(fù)合可以得到較高綜合性能的聚合物水性乳液。很多人已經(jīng)開(kāi)展了聚氨酯或者聚氨酯脲改性丙烯酸酯乳液的研究工作，但是多是將兩種水性乳液進(jìn)行物理混合，二者相容性差，難以實(shí)現(xiàn)完美的復(fù)合。紀(jì)晨旭等報(bào)道了一種聚氨酯微交聯(lián)的丙烯酸酯彈性乳液的制備方法(涂料工業(yè)，2010，40 (7) :46-49)，而楊寧等報(bào)道了一種聚氨酯脲微交聯(lián)的丙烯酸酯彈性乳液的制備方法(涂料工業(yè)，2011,41(4) :31-34)，它們分別是用分子量較高的聚醚二醇和端氨基聚醚與甲苯二異氰酸酯(TDI)預(yù)聚合成出兩端帶有異氰酸酯基的聚氨酯和聚脲預(yù)聚物，通過(guò)與丙烯酸羥乙酯封端制備大分子交聯(lián)劑后，與丙烯酸酯等共聚得到聚氨酯或者聚氨酯脲微交聯(lián)的彈性乳液，一個(gè)大分子中只含有四個(gè)氨酯鍵或者氨酯脲鍵，當(dāng)將其作為微交聯(lián)劑參與共聚時(shí)，加入的大分子交聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2% 左右，否則容易破乳交聯(lián)或者發(fā)生凝膠化反應(yīng)，而使乳液聚合失敗，而，此時(shí)，交聯(lián)劑的摩爾分?jǐn)?shù)只有O. 1%左右，這樣，引入共聚物中的氨酯鍵或者脲鍵就極少，改性的效果并不明顯。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服現(xiàn)有聚氨酯脲微交聯(lián)丙烯酸酯彈性乳液制備技術(shù)的不足，提供一種含有較多脲鍵的人分子交聯(lián)劑的方法，并以其為交聯(lián)劑通過(guò)乳液共聚合合成出了改性效果明顯的聚脲微交聯(lián)丙烯酸酯彈性乳液。
含有脲鍵的交聯(lián)劑的制備方法為
1、聚脲預(yù)聚物的合成
將小分子二元胺充分干燥后按一定比例混合與過(guò)量二異氰酸酯在60-80°C進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)2-3小時(shí)，通過(guò)控制二異氰酸酯與二元胺的摩爾比，使二異氰酸酯過(guò)量，制備具有如下結(jié)構(gòu)的端異氰酸酯預(yù)聚物，當(dāng)二元胺與二異氰酸酯的摩爾比為1: 2時(shí)，η = O;當(dāng)二者的摩爾比為2 3時(shí)，η = I ;當(dāng)二者的摩爾比為3 4時(shí)，η = 2，以此類推，這樣可以在預(yù)聚物中引入多個(gè)脲鍵，本發(fā)明中控制η在1-4之間
OOOOOCN-R-NH-C-^NH — R'—NH — C-NH-R—NH-C^~NH-R1-NH-C-NH-R-NCO
2、聚脲交聯(lián)大單體的制備
將以上得到的預(yù)聚物中加入與異氰酸酯基等摩爾的丙烯酸羥基乙酯，按照以下反應(yīng)式于70-80°C進(jìn)行封端反應(yīng)3-4小時(shí)，就得到了兩端含有雙鍵和氨酯鍵而中間含有脲鍵的聚脲交聯(lián)劑。
權(quán)利要求
1.一種聚脲交聯(lián)劑的制備方法，包括以下步驟 1)將小分子二元胺經(jīng)過(guò)充分干燥后，與過(guò)量的二異氰酸酯在60-80°C進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)2-3小時(shí)，制備具有如下結(jié)構(gòu)的端異氰酸酯預(yù)聚物。OOOOOCN-R-NH-C-^NH—R'-NH — C-NH-R—NH-C^~NH- R1-NH-C-NH-R-NCO 2)將制備得到的聚脲預(yù)聚物中加入與異氰酸酯基等摩爾的丙烯酸β_羥基乙酯，于70-80°C進(jìn)行封端反應(yīng)3-4小時(shí)，就得到了兩端含有雙鍵的聚脲交聯(lián)劑。
2.按照權(quán)利要求1所述的聚脲交聯(lián)劑，其特征在于，其聚合度η在1-4之間。
3.按照權(quán)利要求1所述的聚脲交聯(lián)劑，其特征在于，所述的小分子二元胺醇是選自乙二胺、I，6-己二胺、I，10-癸二胺中的一種或者幾種。
4.按照權(quán)利要求1所述的聚脲交聯(lián)劑，其特征在于，所述的二異氰酸酯選自2，4-甲苯二異氰酸酯(2，4-TDI)、2，4-甲苯二異氰酸酯/2，6-甲苯二異氰酸酯混合物、異弗爾酮二異氰酸酯(IPDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、1，5-萘二異氰酸酯(NDI)。
5.一種聚脲改性的丙烯酸酯彈性乳液，其特征在于該乳液的配方包括纖I分(質(zhì)最％)丙烯酸Γ酯25-35屮戰(zhàn)丙烯酸甲酯15-20閃烯酸卜2Ι 制聚脲交聯(lián)劑0.5-2陰離f表面活性劑O. 25-111-離子表面活性劑0.5-2過(guò)硫酸銨O. 1-0. 5上離Ji水余m
6.按照權(quán)利要求5所述配方的聚脲改性彈性乳液，其制備方法為 將去離子水置于反應(yīng)瓶中，加入配方量的陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑作為復(fù)合乳化劑，水溶性過(guò)硫酸銨引發(fā)劑，攪拌升溫至60-90°C，將按照權(quán)利要求1所述合成的聚脲交聯(lián)劑溶于丙烯酸系單體與甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸混合單體中，于2-3小時(shí)內(nèi)滴加到反應(yīng)瓶中，再保溫反應(yīng)2-3小時(shí)，就得到了聚脲改性的丙烯酸酯彈性乳液。
7.按照權(quán)利要求5和6所述的丙烯酸系單體包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯。
8.按照權(quán)利要求5和6所述的陰離子表面活性劑是十二烷基硫酸鈉或者十二烷基苯磺酸鈉。
9.按照權(quán)利要求7和8所述的非離子表面活性劑選自烷基酚聚氧乙烯醚。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含有端雙鍵的聚脲交聯(lián)劑的制備方法，以小分子二元胺與過(guò)量的二異氰酸酯進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)后與丙烯酸β-羥基乙酯進(jìn)行封端反應(yīng)而得到，以其為微交聯(lián)劑，合成了水性丙烯酸酯彈性乳液，該彈性乳液具有很好的機(jī)械強(qiáng)度和彈性，可以用于制備水性彈性乳膠漆。
文檔編號(hào)C08F2/26GK103012727SQ20111028986
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者姚金水, 張獻(xiàn), 喬從德, 李梅, 劉偉良, 蔡小霞 申請(qǐng)人:山東輕工業(yè)學(xué)院