專利名稱：調(diào)濕涂料用水性聚氨酯丙烯酸酯核殼交聯(lián)型乳液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，有意涉及一種調(diào)濕涂料用水性聚氨酯丙烯酸酯核殼交聯(lián)型乳液。
背景技術(shù)：
空氣濕度是一項與人體健康和工作生活密切相關(guān)的重要環(huán)境參數(shù)，當(dāng)濕度過高，使得人體體內(nèi)甲狀腺素及腎上腺素的濃度相對降低，細(xì)胞就會“偷懶”，人就會無精打采，萎靡不振。長時間在濕度較大的地方工作、生活，還容易 患濕痹癥，并且易引起金屬表面銹蝕、電器絕緣性下降、物品霉變加速、壁面結(jié)露嚴(yán)重、物品潮濕變形、墻皮脫落等；當(dāng)濕量過低，蒸發(fā)加快，干燥的空氣容易奪走人體的水分，易造成人體皮膚皸裂、呼吸系統(tǒng)抵抗力下降，并且容易造成物品干裂變形、靜電起火等，影響安全、生產(chǎn)、生活和身體健康；當(dāng)濕度大幅度交替變化時，也會使許多物品發(fā)生形變，特別是一些木制品、紙制品、藝術(shù)品等發(fā)生開裂、扭曲、翹皮、粉化、褪色等現(xiàn)象，影響物品美觀和性能，影響人體健康，給人民生活帶來極大不便和經(jīng)濟(jì)損失，因此，控制室內(nèi)濕度對生產(chǎn)生活都顯得十分重要，尤其對南方潮濕和北方干旱地區(qū)，調(diào)節(jié)濕度尤為重要。按是否消耗人工能源，將室內(nèi)濕度控制調(diào)節(jié)方法分為主動式和被動式兩種。前者主要指空調(diào)技術(shù)，是目前普遍采用的方法，但該法投資大、能耗高、易產(chǎn)生噪音污染，引發(fā)“建筑室內(nèi)空調(diào)綜合癥”等問題，不宜長期使用。后者利用可再生能源或材料的吸/放濕特性來調(diào)控濕度，無需消耗任何人工能源和機(jī)械設(shè)備，是一種節(jié)能的生態(tài)性調(diào)控方法。在不消耗能源的情況下，研究與生產(chǎn)具有自動調(diào)節(jié)空氣濕度能力的產(chǎn)品，對節(jié)能降耗、改善環(huán)境、保護(hù)生態(tài)具有重要的現(xiàn)實意義。這類產(chǎn)品通常包括調(diào)濕材料和調(diào)濕涂料，其用途之廣，已成為現(xiàn)代建筑及居室裝修不可缺少的材料之一。中國專利申請201210191928. 3提供了一種水性聚氨酯聚丙烯酸酯復(fù)合乳液的制備方法，其先以聚丙二醇、2，2-二羥甲基丙酸、異佛爾酮二異氰酸酯為主要原料，制得水性聚氨酯乳液；再以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、雙丙酮丙烯酰胺為主要原料，引發(fā)聚合制得聚丙烯酸酯乳液；最后將水性聚氨酯乳液和聚丙烯酸酯乳液混合得到水性聚氨酯聚丙烯酸酯復(fù)合乳液。該方法合成的水性聚氨酯乳液(PU)是以水為分散介質(zhì)(替代有機(jī)溶齊U)的新型高分子材料，其獨特的分子結(jié)構(gòu)及聚集狀態(tài)，賦予了其優(yōu)異的力學(xué)性能、耐磨性、柔韌性、附著力、耐化學(xué)品性耐老化性特點。然而單一的水性聚氨酯乳液存在自增稠性較差、固含量偏低、膠膜的耐水性、耐高溫性能和耐戶外老化性能較等缺點。而丙烯酸酯(PA)具有機(jī)械性能高、耐老化性、抗黃變、耐水性好等優(yōu)點。因此，該方法僅僅是利用PU和PA性能上的互補(bǔ)性，將水性聚氨酯與聚丙烯酸酯通過簡單的物理共混得到復(fù)合乳液。但是由于PU和PA的相容性較差，混合成的乳液有少量的分層顯現(xiàn)，而且透明度較低，從而影響了水性聚氨酯聚丙烯酸酯復(fù)合乳液的性能和應(yīng)用
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對存在的問題，提供一種調(diào)濕涂料用水性聚氨酯丙烯酸酯核殼交聯(lián)型乳液。(一)水性聚氨酯丙烯酸酯核殼交聯(lián)型乳液
本發(fā)明調(diào)濕涂料用水性聚氨酯丙烯酸酯核殼交聯(lián)型乳液，是由以下原料和工藝制備而 成
原料配比以重量比計
聚丙二醇1(Γ500份，異佛爾酮二異氰酸酯Γ200份，2，2- 二羥甲基丙酸Γ200份，丙酮1(Γ100份，三乙胺1 100份，離子水50 200份，復(fù)合乳化劑1(Γ 00份，甲基丙烯酸甲酯10 200份，丙烯酸丁酯10 500份，引發(fā)劑Γ100份；
制備工藝將聚丙二醇、異佛爾酮二異氰酸酯、2，2- 二羥甲基丙酸溶于丙酮，升溫到4(Tl00°C，反應(yīng)60 240分鐘；降溫至3(T70°C，加入三乙胺，中和反應(yīng)5 30分鐘；再加入甲基丙烯酸羥乙酯，反應(yīng)1(Γ100分鐘；然后加入去離子水進(jìn)行高速分散，得水性聚氨酯預(yù)聚體；加入復(fù)合乳化劑，升溫到4(T10(TC，滴加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯及引發(fā)劑廣100份，滴加完畢后保溫反應(yīng)1飛小時，降溫至3(T70°C，用氨水調(diào)pH=7 10，即可得水性聚氨酯丙烯酸酯核殼交聯(lián)型乳液。所述復(fù)合乳化劑為十二烷基硫酸鈉與吐溫_2(|的以1:廣1:5的質(zhì)量比復(fù)合而成。所述高速分散的轉(zhuǎn)速為l(T300r/min，分散時間為50 300分鐘。本發(fā)明制備的水性聚氨酯丙烯酸酯核殼交聯(lián)型乳液兼有聚氨酯乳液和丙烯酸酯兩者乳液的性能，吸水率和耐水性能都比較優(yōu)異，而且沒有相的分離，乳液均一透明。圖I為本發(fā)明制備的水性聚氨酯丙烯酸酯核殼交聯(lián)型乳液的透射電鏡圖。從圖I可以看出，乳膠粒子呈圓球形，大小均勻，粒徑大約在130nm左右，且分布均勻。乳膠微粒呈核殼結(jié)構(gòu)(圖中白色部分是由水性聚氨酯形成的核，黑色部分為丙烯酸酯殼)，且水性聚氨酯核與丙烯酸酯殼通過交聯(lián)結(jié)合，使得聚氨酯丙烯酸酯乳液具有良好的相容性和穩(wěn)定性，用于調(diào)濕涂料，有利于提高涂料的吸水性能和耐洗刷性能。圖2為聚氨酯預(yù)聚體(a)、聚氨酯預(yù)聚體接枝甲基丙烯酸羥乙酯(b)和水性聚氨酯丙烯酸酯核殼交聯(lián)型乳液(c)的紅外光譜圖。從圖中可以看出聚氨酯預(yù)聚體(a)在2267cm—1處有一個-NCO特征吸收峰，加入HEMA接枝(b)后-NCO特征吸收峰消失，說明甲基丙烯酸羥乙酯接枝成功，在1637 cm-1處出現(xiàn)一個C=C特征吸收峰，而加入丙烯酸類單體甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯(c)后C=C特征吸收峰消失，說明水性聚氨酯丙烯酸酯核殼交聯(lián)型乳液成功合成。(二)水性聚氨酯丙烯酸酯核殼交聯(lián)型乳液的性能 I、乳液基本性能指標(biāo)見表I。表I :乳液基本性能檢測
權(quán)利要求
1.一種調(diào)濕涂料用水性聚氨酯丙烯酸酯核殼交聯(lián)型乳液，是由以下原料和工藝制備而成 原料配比以重量比計 聚丙二醇1(Γ500份，異佛爾酮二異氰酸酯Γ200份，2，2- 二羥甲基丙酸Γ200份，丙酮5 100份，三乙胺1 100份，離子水50 200份，復(fù)合乳化劑1(Γ 00份，甲基丙烯酸甲酯10 200份，丙烯酸丁酯10 500份，引發(fā)劑Γ100份； 制備工藝將聚丙二醇、異佛爾酮二異氰酸酯、2，2-二羥甲基丙酸溶于丙酮，升溫到4(Tl00°C，反應(yīng)60 240分鐘；降溫至3(T70°C，加入三乙胺，中和反應(yīng)5 30分鐘；再加入甲基丙烯酸羥乙酯，反應(yīng)1(Γ100分鐘；然后加入去離子水進(jìn)行高速分散，得水性聚氨酯預(yù)聚體；加入復(fù)合乳化劑，升溫到4(T10(TC，滴加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯及引發(fā)劑，滴加完畢后保溫反應(yīng)廣6小時，降溫至3(T70°C，用氨水調(diào)pH=7 10，即可得水性聚氨酯丙烯酸酯核殼交聯(lián)型乳液。
2.如權(quán)利要求I所述調(diào)濕涂料用水性聚氨酯丙烯酸酯核殼交聯(lián)型乳液，其特征在于所述復(fù)合乳化劑為十二烷基硫酸鈉與吐溫_2(1的以1:廣1:5的質(zhì)量比復(fù)合而成。
3.如權(quán)利要求I所述調(diào)濕涂料用水性聚氨酯丙烯酸酯核殼交聯(lián)型乳液，其特征在于所述高速分散的轉(zhuǎn)速為l(T300r/min，分散時間為50 300分鐘。
4.如權(quán)利要求I所述調(diào)濕涂料用水性聚氨酯丙烯酸酯核殼交聯(lián)型乳液，其特征在于所述引發(fā)劑為過硫酸鉀或過硫酸銨。
5.如權(quán)利要求I所述調(diào)濕涂料用水性聚氨酯丙烯酸酯核殼交聯(lián)型乳液，其特征在于所述氨水的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)10% 30%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種調(diào)濕涂料用水性聚氨酯丙烯酸酯核殼交聯(lián)型乳液，是將聚丙二醇、異佛爾酮二異氰酸酯等溶于丙酮，升溫到40~100℃，反應(yīng)60~240分鐘；降溫至30~70℃，加入三乙胺進(jìn)行中和反應(yīng)；加入甲基丙烯酸羥乙酯，反應(yīng)10~100分鐘；加入去離子水進(jìn)行高速分散，得水性聚氨酯；加入復(fù)合乳化劑，升溫到40~100℃，滴加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯及引發(fā)劑，保溫反應(yīng)1~6小時，降溫至30~70℃，用氨水調(diào)pH=7~10即得。該水性聚氨酯丙烯酸酯核殼交聯(lián)型乳液具有優(yōu)異的吸水率和耐水性，且沒有相的分離，乳液均一透明，具有良好的相容性和穩(wěn)定性，用于制備調(diào)濕涂料有利于提高涂料的吸水性能和耐洗刷性能。
文檔編號C08G18/67GK102816283SQ201210304599
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者王榮民, 張少飛, 何玉鳳, 李琛, 李軍 申請人:西北師范大學(xué)