[发明专利]一种聚氨酯改性的丙烯酸乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种粘合剂及其制备方法，更具体地说是一种用作印花粘合剂的一种聚氨酯改性的丙烯酸乳液及其制备方法。

背景技术

印花行业中，目前主要有染料印花和涂料印花。染料印花具有投资高，能耗大，污染晋严重等缺点，因而具有工序简单、能耗低、污染小的涂料印花具有很大的发展空间。涂料印花与染料印花的不同在于他是靠高分子化合物形成薄膜，将颜料固定在织物上面。因而涂料印花的重点就在于印花粘合剂的质量了。目前，市场上的粘合剂基本上都还是用丙烯酸酯类的单体通过乳液聚合法得到高分子化合物，其中还含有一定量的甲醛，对人的健康危害很大，特别是儿童，一般要求20PPM以下。还有市场上的产品中大多含有APEO(烷基酚聚氧乙烯醚OP、NP之类的)，都是些不能降解的不环保的乳化剂，造成产品环保性能很差。且还存在不少问题，诸如：手感硬、牢度差、弹性小、发粘等缺点。

国家知识产权局2007年3月28日公开的“环保型涂料印花粘合剂及其制备方法”(公开号CN 1936172A)专利文献介绍了一种涂料印花粘合剂及其制备方法，该文献介绍的印花粘合剂是由聚氨酯-丙烯酸酯乳液中加入0.5-1％的聚丙烯酸盐并用氨水调PH7-8而得到的膏状物，粘度为30-60Pa.s。所述的聚氨酯-丙烯酸酯乳液首先由聚醚多元醇与异氰酸酯和助剂制备得到的端乙烯基聚氨酯预聚体，然后该预聚体与丙烯酸酯单体和水混合制备水分散液，最后该水分散液于1.5-2.5KGy辐射剂量下辐照30-50分钟。上述粘合剂中甲醛＜5PPM，APEO含量＜5PPM，有较好的环保性，同时粘合剂还具有耐水、防污等特性。但是，该粘合剂中采用端乙烯基的聚氨酯与丙烯酸单体进行聚合，在自由基聚合过程中，主要依靠PU分子链和增长的PA分子链相互渗透，交叉和缠结等物理交联，而由于PU中的端乙烯基的有效接枝率不高，且PU大分子与丙烯酸单体的结构相差很远，导致接枝的反应率明显下降，接枝上的交联也主要是以线形交联为主，从而PU与PA之间有效的化学交联成分有待于进一步改进，因此粘合剂的耐水、防污、透湿、耐洗牢度及回弹性方面有待于进一步提高。在方法上采用具有放射性元素钴60-γ进行辐射引发聚合，工艺条件要求苛刻，对批量生产存在较为严重的安全隐患。

发明内容

针对上述问题，本发明拟解决的问题是提供一种耐水、防污、透湿、耐洗牢度及回弹性等性能更为良好的印花涂料粘合剂及其安全环保的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种聚氨酯改性的丙烯酸乳液，它含有羰基改性的水性聚氨酯、羰基改性的丙烯酸酯聚合物、酰肼、表面活性剂和水；所述含有羰基改性的水性聚氨酯与所述含有羰基改性的丙烯酸酯聚合物通过酰肼的架桥交联形成一种相互交错的网状胶粒，所述的网状胶粒被表面活性剂包覆而分散于水中，形成一种粘度在600-1500CPS的乳液；所述聚氨酯改性的丙烯酸乳液的固体质量含量为40-60％，所述固体含量中，含有羰基的水性聚氨酯与含有羰基的丙烯酸酯聚合物与酰肼与表面活性剂的质量比为10-30∶70-90∶1∶1-5。

上述聚氨酯改性的丙烯酸乳液，所述表面活性剂是适宜制水包油乳液的乳化剂，可以是是乳化剂OP、乳化剂NP、乳化剂十二烷基硫酸钠。

上述的聚氨酯改性的丙烯酸乳液的制备方法，它包括以下步骤：

A、合成含有羰基的水性聚氨酯分散液：将异氰酸酯和聚酯多元醇按异氰酸酯的异氰酸根与聚酯多元醇的羟基的摩尔量为1∶1-2的比例，在75-95℃温度条件下反应1-3小时，得到混合物A，再在混合物A中加入含有羰基的端羟基化合物和二羟甲基丙酸，所述含有羰基的端羟基化合物的质量为混合物A的2-4％，所述二羟甲基丙酸的质量为混合物A的3-8％，在75-95℃温度条件下反应2-4小时，加入氨中和至PH为6.5-7.5，在高速搅拌下加水分散得到的含有羰基的水性聚氨酯分散液。

B、预乳化：将丙烯酸单体、双丙酮丙烯酰胺和表面活性剂按1∶0.005-0.025∶0.01-0.07质量比加入到水中，搅拌，得到预乳化液，将所述的乳化液加入到步骤A得到的含有羰基的水性聚氨酯分散液中，进行搅拌，得到混合液。

C、聚合：将步骤B得到的混合液升温至40-45℃加入氧化剂和还原剂引发聚合，得到聚合物C。

D、交联：在聚合物C中加入比例量的酰肼，再用碱中和至PH为6.5-7.5得到水性聚氨酯改性的丙烯酸乳液。