專利名稱：一種丙烯酸酯接枝的水性聚氨酯乳液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種丙烯酸酯接枝的水性聚氨酯乳液及其制備方法。
背景技術(shù)：
近幾年來，隨著環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格，石油產(chǎn)品成本不斷升高，使人們對以水替代有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)的水性聚氨酯越來越關(guān)注。水性聚氨酯乳液具有安全、易儲存、使用方便等特點，并且成本低，同時繼承了溶劑型聚氨酯很多優(yōu)異的性能，如軟硬度可調(diào)、耐低溫、耐磨性好及粘附力強(qiáng)等，但存在著成膜速度慢、對非極性基材潤濕性差、初粘性低、耐水性差、耐熱性不夠理想等。丙烯酸酯類產(chǎn)品具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐老化、耐磨性、耐溶劑性和耐水性好等優(yōu)點，但存在熱粘冷脆的缺點。將丙烯酸酯和水性聚氨酯復(fù)合，能夠克服各自的缺點，使兩者優(yōu)勢得到互補，做到揚長避短，涂膜性能得到明顯的改善，制備的復(fù)合乳液(PUA)廣泛應(yīng)用于皮革涂飾、涂料、膠粘劑、織物涂層等工業(yè)領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是基于現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種丙烯酸酯接枝的水性聚氨酯乳液及其制備方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種丙烯酸酯接枝的水性聚氨酯乳液，其特征在于，包括以下由重量份計的組分
聚醚多元醇100份；
二羥甲基丙酸5-10份；
異佛爾酮二異氰酸酯 30-35份；三乙胺3-5份；
乙二胺2-3份；
丙烯酸羥乙酯5-40份；
丙烯酸酯混合單體 100-200份；引發(fā)劑10-20份；
去離子水350-400份。優(yōu)選地，所述的聚醚多元醇為聚醚多元醇N220。優(yōu)選地，所述的丙烯酸酯混合單體為軟單體丙烯酸丁酯和硬單體甲基丙烯酸甲酯的混合物，軟單體丙烯酸丁酯與硬單體甲基丙烯酸甲酯的質(zhì)量比為1. 5-2:1。優(yōu)選地，所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈。本發(fā)明還提供了上述丙烯酸酯接枝的水性聚氨酯乳液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟
第一步將聚醚多元醇、二羥甲基丙酸按比例在90-100°C條件下真空脫水，放入反應(yīng)釜中，升溫至80-85°C ；第二步在第一步中的反應(yīng)釜中加入異佛爾酮二異氰酸酯，進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，反應(yīng)3小
時；
第三步在第二步中的反應(yīng)釜中加入乙二胺和丙烯酸羥乙酯，進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，反應(yīng)1小時，降溫至50°C ；
第四步在第三步中的反應(yīng)釜中加入丙烯酸酯混合單體30-50份，降溫至30-35°C ；第五步在第四步中的反應(yīng)釜中加入三乙胺，攪拌8-lOmin，在800-1000r/min高速剪切下加入去離子水乳化，分散25-30min，得到乳液；
第六步在第五步得到的乳液中均勻滴加剩余的丙烯酸酯混合單體和引發(fā)劑，在2- 內(nèi)滴加完畢，升溫至80-85°C反應(yīng)l_2h，降溫至室溫，得到PUA乳液。本發(fā)明的有益效果
(1)在制備聚氨酯分散液的過程中，引入親水性的二羥甲基丙酸，不需要添加乳化劑，由于聚氨酯分子中含有親水性的成分，所以在乳化階段無需強(qiáng)力攪拌而自身分散形成乳液，且穩(wěn)定性好。(2)本發(fā)明方法采用的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈，分散效果好，制備的乳液粒徑小，分布均勻，各種力學(xué)等性能優(yōu)良，應(yīng)用范圍更加廣泛。(3)本發(fā)明制備的產(chǎn)品環(huán)保健康，使用過程中無有毒氣體揮發(fā)。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。實施例1-3中聚醚多元醇選用聚醚多元醇N220 ；丙烯酸酯混合單體為軟單體丙烯酸丁酯和硬單體甲基丙烯酸甲酯的混合物，軟單體丙烯酸丁酯與硬單體甲基丙烯酸甲酯的質(zhì)量比為1.5-2:1 ；引發(fā)劑選用偶氮二異丁腈。實施例1
將聚醚多元醇100份、二羥甲基丙酸5. 5份在95°C條件下真空脫水，放入干燥的、帶有溫度計的四口燒瓶中，升溫至85°C，加入30份異佛爾酮二異氰酸酯進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)并引入親水單體，反應(yīng)3小時后，加入2份乙二胺和5份丙烯酸羥乙酯，進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)并引入功能性單體，反應(yīng)1小時降溫至50°C，加入丙烯酸丁酯20份和甲基丙烯酸甲酯10份降低體系粘度，繼續(xù)降溫至30°C后再加入3份三乙胺中和，攪拌8min，在800r/min高速剪切下加入350份的去離子水乳化，分散25min，得到乳液，繼續(xù)滴加丙烯酸丁酯100份和甲基丙烯酸甲酯50份、偶氮二異丁腈10份，在池內(nèi)均勻滴加完畢，升溫至80°C反應(yīng)2h，降溫得到PUA乳液。施例2
將聚醚多元醇100份、二羥甲基丙酸7份在90°C條件下真空脫水，放入干燥的、帶有溫度計的四口燒瓶中，升溫至85°C，加入32份異佛爾酮二異氰酸酯進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)并引入親水單體，反應(yīng)3小時后，加入2. 5份乙二胺和15份丙烯酸羥乙酯，進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)并引入功能性單體，反應(yīng)1小時降溫至50°C，加入丙烯酸丁酯21份和甲基丙烯酸甲酯13份降低體系粘度，繼續(xù)降溫至32°C后再加入4份三乙胺中和，攪拌9min，在900r/min高速剪切下加入380份的去離子水乳化，分散^min，得到乳液，繼續(xù)滴加丙烯酸丁酯80份和甲基丙烯酸甲酯50份、偶氮二異丁腈15份，在池內(nèi)均勻滴加完畢，升溫至80°C反應(yīng)2h，降溫得到PUA乳液。實施例3將聚醚多元醇100份、二羥甲基丙酸10份在100°C條件下真空脫水，放入干燥的、帶有溫度計的四口燒瓶中，升溫至85°c，加入35份異佛爾酮二異氰酸酯進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)并引入親水單體，反應(yīng)3小時后，加入3份乙二胺和40份丙烯酸羥乙酯，進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)并引入功能性單體，反應(yīng)1小時降溫至50°C，加入丙烯酸丁酯25份和甲基丙烯酸甲酯15份降低體系粘度，繼續(xù)降溫至35°C后再加入5份三乙胺中和，攪拌9min，在lOOOr/min高速剪切下加入400份的去離子水乳化，分散25min，得到乳液，繼續(xù)滴加丙烯酸丁酯98份和甲基丙烯酸甲酯60份、偶氮二異丁腈20份，在池內(nèi)均勻滴加完畢，升溫至80°C反應(yīng)2h，降溫得到PUA乳液。 將實施例1-3制得的PUA乳液按GB/I^974-1995測試其粘度，按GB/T2790-1995測試其剝離強(qiáng)度，按GB/D974-1995測試其單體轉(zhuǎn)化率，測試結(jié)果如下
權(quán)利要求
1. 一種丙烯酸酯接枝的水性聚氨酯乳液，其特征在于，包括以下由重量份計的組分
2.如權(quán)利要求1所述的一種丙烯酸酯接枝的水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述的聚醚多元醇為聚醚多元醇N220。
3.如權(quán)利要求1所述的一種丙烯酸酯接枝的水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述的丙烯酸酯混合單體為軟單體丙烯酸丁酯和硬單體甲基丙烯酸甲酯的混合物，軟單體丙烯酸丁酯與硬單體甲基丙烯酸甲酯的質(zhì)量比為1.5-2:1。
4.如權(quán)利要求1所述的一種丙烯酸酯接枝的水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈。
5.權(quán)利要求1所述的一種丙烯酸酯接枝的水性聚氨酯乳液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟第一步將聚醚多元醇、二羥甲基丙酸按比例在90-100°C條件下真空脫水，放入反應(yīng)釜中，升溫至80-85°C ；第二步在第一步中的反應(yīng)釜中加入異佛爾酮二異氰酸酯，進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，反應(yīng)3小時；第三步在第二步中的反應(yīng)釜中加入乙二胺和丙烯酸羥乙酯，進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，反應(yīng)1小時，降溫至50°C ；第四步在第三步中的反應(yīng)釜中加入丙烯酸酯混合單體30-50份，降溫至30-35°C ；第五步在第四步中的反應(yīng)釜中加入三乙胺，攪拌8-lOmin，在800-1000r/min高速剪切下加入去離子水乳化，分散25-30min，得到乳液；第六步在第五步得到的乳液中均勻滴加剩余的丙烯酸酯混合單體和引發(fā)劑，在2- 內(nèi)滴加完畢，升溫至80-85°C反應(yīng)l_2h，降溫至室溫，得到PUA乳液。聚醚多元醇二羥甲基丙酸異佛爾酮二異氰酸酯三乙胺乙二胺丙烯酸羥乙酯丙烯酸酯混合單體引發(fā)劑去離子水·100 份；·5-10 份；·30-35 份；·3-5 份；·2-3 份；·5-40 份；·100-200 份；·10-20 份；·350-400 份。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種丙烯酸酯接枝的水性聚氨酯乳液及其制備方法。所述的丙烯酸酯接枝的水性聚氨酯乳液其特征在于，包括聚醚多元醇、二羥甲基丙酸、異佛爾酮二異氰酸酯、乙二胺、丙烯酸羥乙酯等。制備方法為將聚醚多元醇、二羥甲基丙酸和異佛爾酮二異氰酸酯進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，引入親水單體；加入乙二胺和丙烯酸羥乙酯，進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，引入功能性單體；加入丙烯酸酯混合單體，降低體系粘度；加入三乙胺中和；在高速剪切下加入去離子水乳化、分散，得到乳液；再滴加丙烯酸酯混合單體及引發(fā)劑，升溫，反應(yīng)；降溫，得到PUA乳液。本發(fā)明方法制備的乳液粒徑小，分布窄，各種力學(xué)等性能優(yōu)良，可廣泛應(yīng)用于皮革涂飾、涂料、膠粘劑、織物涂層等工業(yè)領(lǐng)域。
文檔編號C08F220/14GK102558460SQ201110458710
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者陸林森 申請人:上海東和膠粘劑有限公司