[发明专利]抗紫外聚氨酯丙烯酸酯水性涂层胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纺织涂层技术领域，具体地说是一种抗紫外聚氨酯丙烯酸酯水性涂层胶及其制备方法。

背景技术

织物涂层就是在织物表面涂上一层高分子材料(或称为涂层胶)，涂层胶主要有聚氨酯涂层胶、聚丙烯酸酯涂层胶、有机硅涂层胶等。随着人们环保意识的增强，特别是环保法规的出台对涂层胶中挥发性有机物含量的限制，促进了水性涂层胶的发展。水性聚氨酯(PU)涂层胶和水性聚丙烯酸酯(PA)涂层胶已得到广泛的应用，但是其性能却难以与相应的溶剂型涂层胶媲美。水性PU和水性PA两类涂层胶有很强的互补性，PA涂层胶的优点是涂膜具有优良的力学性、耐候性和外观好以及相对低的成本，但耐磨性、耐低温性、耐磨性等性能较差。PU涂层胶膜具有优异的耐磨性、耐低温性、耐腐蚀性和耐划伤性，但耐水性和光泽稳定性较差以及较高的成本。如果直接将两种涂层胶物理混和，由于两者的相容性较低，导致性能低于共混理论应有的值，通过化学共聚的方法将两者结合，其得到的涂层胶(PUA胶)的性能综合了两者的优点，因而成为研究热点。

近年来，随着大气臭氧层不断遭到破坏，地面上的紫外线辐射量迅速增大，有关紫外线对人体健康的影响已引起重视。有专家认为，许多疾病包括皮肤病和皮肤癌等都是过量的紫外线辐射引发的。因此，纺织品进行抗紫外线整理已到了刻不容缓的地步，涂层整理是一种简便易行的加工方法。经过文献检索发现，有关聚氨酯丙烯酸酯乳液方面的专利和研究论文较多，但都未提及抗紫外线功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种通过互穿聚合物网络方法将丙烯酸酯乳液和聚氨酯乳液结合起来的聚氨酯丙烯酸酯水性涂层胶，该方法不仅使该涂层胶兼备水性PU和水性PA涂层胶两者的优点，而且也具有抗紫外线的功能，以拓展涂层胶的应用范围。

为此，本发明采用的技术方案如下：

抗紫外聚氨酯丙烯酸酯水性涂层胶按照下述方法制成：采用分子结构设计的手段，先将具有抗紫外线功能的基团引入到丙烯酸酯乳液中，制得具有抗紫外功能的丙烯酸酯乳液，其原料成分及质量百分含量如下：硬单体10-40％、软单体20-60％、抗紫外单体0.1-10％、功能性单体1-5％、乳化剂2-5％、其余为引发剂；再采用分子结构设计的手段制备含有双键的聚氨酯乳液，其原料成分及质量百分含量如下：二异氰酸酯10-50％、二月桂酸二丁基锡0.01-0.2％、二羟甲基丙酸1.4-2.6％、多元醇5-70％、扩链剂0.1-12.5％、其余为封端剂；然后利用互穿聚合物网络方法将上述两种乳液进行共聚，即得到具有互穿聚合物网络结构的抗紫外聚氨酯丙烯酸酯水性涂层胶。

制备抗紫外聚氨酯丙烯酸酯水性涂层胶的具体步骤如下：

第一步，通过乳液聚合的方法，将具有抗紫外线功能的丙烯酸酯类单体和其它丙烯酸酯单体进行共聚，得到具有抗紫外线功能的丙烯酸酯乳液。

上述步骤的具体操作过程为：将乳化剂用水溶解并搅拌，然后加入部分软单体、硬单体、功能性单体以及抗紫外单体搅拌乳化10-60分钟，缓慢升温到75-80℃，加入部分引发剂溶液反应10-50分钟后并保温30-60分钟，然后在80-85℃时，将剩余引发剂乳液、单体混和溶液在2-3小时内一并加完，补加少量引发剂溶液，保温20-50分钟后，升温至90℃左右，保温反应1-3小时后，降温、过滤、出料即得具有抗紫外线功能的丙烯酸酯乳液。

所述的乳化剂为阴离子和非离子乳化剂的复合物，阴离子乳化剂通常为十二烷基硫酸钠，非离子乳化剂为OS-15(市售商品名)，其化学成分为脂肪醇聚氧乙烯醚，阴离子乳化剂与非离子乳化剂的质量比为1∶1-1∶2。

所述的软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸戊酯或丙烯酸庚酯，可以单独使用或混和使用。

所述的硬单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯腈，可以单独使用或混和使用。

所述的功能性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、N-甲基丙烯酰胺。

所述的抗紫外单体为丙烯酸酯类二苯甲酮化合物。

所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵。

第二步，将二异氰酸酯与多元醇、二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸、扩链剂、封端剂反应，制得含有双键的聚氨酯乳液。