[发明专利]水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液及由其制备的可再分散乳胶粉

权利要求书

1.一种水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，其通过如下步骤进行制备：

A、水性聚氨酯预聚物的制备：将经脱水的聚己内酯二醇加入到反应釜中，升温并向其中滴加异氰酸酯反应，然后加入亲水扩链剂，继续反应；

B、双键封端的水性聚氨酯预聚物的制备：将A步骤中制备的预聚物混合液降温，用丙酮或丙烯酸酯部分稀释该预聚物，然后向所述水性聚氨酯预聚物中加入包含羟基和双键的封端单体进行反应；

C、离聚物的制备：用中和剂中和所述双键封端的水性聚氨酯预聚物；

D、当在步骤B中用丙酮稀释时：常温下向所述离聚物中加入蒸馏水并快速分散，然后将丙烯酸酯部分、引发剂、缓冲剂一起加入到乳液中，分散成均匀的乳液；当在步骤B中用丙烯酸酯部分稀释时：常温下向所述离聚物中加入蒸馏水并快速分散，然后将引发剂、缓冲剂一起加入到乳液中，分散成均匀的乳液；

E、含丙烯酸酯部分的聚氨酯乳液的聚合：将在步骤D中制备的聚氨酯乳液的1/3加入到反应釜中反应1小时后，再滴加剩余的2/3的乳液进行反应；

F、升高反应温度，继续反应1小时；

其中，所述聚己内酯二醇的数均分子量为500～2500，异氰酸酯基团与所述聚己内酯二醇和封端单体中的羟基之和的摩尔比R为1.2～1.8，所述丙烯酸酯部分包含硬单体和软单体。

2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，其中，所述异氰酸酯为脂肪族异氰酸酯；所述亲水扩链剂为羧酸型扩链剂；所述包含羟基和双键的封端单体为羟烷基酯；所述中和剂为三乙胺；所述步骤C中的中和度为80～100％；所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾；所述的缓冲剂选自醋酸钠、碳酸氢钠、磷酸氢二钠和硫酸钠；所述硬单体为选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸叔丁酯和苯乙烯中的一种或多种；而软单体为选自丙烯酸乙酯，丙烯酸正丁酯、丙烯酸戊酯和丙烯酯正己酯中的一种或多种；软、硬单体重量比为5∶5～6∶4。

3.根据权利要求2所述的水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，其中，所述异氰酸酯为六次甲基二异氰酸酯、氢化4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯；所述羟烷基酯选自甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-3-羟基丙酯、丙烯酸-4-羟基丁酯和丙烯酸-5-羟基戊酯；所述羧酸型扩链剂选自二羟甲基丙酸、氨基酸或二氨基苯甲酸；所述引发剂用量为丙烯酸酯部分总重量的0.5～1.0％；所述缓冲剂用量为丙烯酸酯部分总重量0.2～0.5％。

4.根据权利要求3所述的水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，其中，所述羧酸型扩链剂的用量为双键封端水性聚氨酯总重量的5～10％。

5.根据权利要求1所述的水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，其中，所述丙烯酸酯部分总重量与聚氨酯部分的总重量比为3∶7～5∶5；所述聚氨酯部分总重量为异氰酸酯、低聚物多元醇、包含羟基和双键的封端单体、亲水扩链剂和中和剂总重量。

6.根据权利要求1所述的水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，其中，在步骤A中进一步加入聚醚多元醇、聚酯多元醇或聚二甲基硅氧烷二醇；向步骤A中加入反应催化剂，该催化剂为三亚乙基二胺、三乙醇胺、二月桂酸二丁锡或辛酸亚锡，催化剂的用量为聚氨酯部分总重量的0.1～0.2％。

7.根据权利要求6所述的水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，其中，所述聚醚多元醇为聚氧乙烯二醇、聚丙二醇或聚四氢呋喃二醇。

8.一种乳胶粉，其由包含如下组分的组合物喷雾干燥得到：

100重量份的权利要求1～7中任意一项所述的水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，其固含量为40wt％；

基于100重量份的所述水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，4～8重量份的无机防凝结剂；

基于100重量份的所述水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，10～50重量份的PVA水溶液，其中，PVA水溶液的PVA的含量为20wt％；

基于100重量份的所述水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，0.05～0.1重量份的其它助剂；

所述无机防凝结剂为选自碳酸钙、粘土、二氧化硅、硅酸铝、滑石粉和高岭土中的一种或多种；所述其它助剂为消泡剂或杀菌剂。

9.根据权利要求8所述的乳胶粉，其中，所述PVA的醇解度在90％以上，聚合度为300～1200。

10.根据权利要求8或9所述的乳胶粉，其是通过采用旋转式雾化器的喷雾法得到的，该方法包括如下步骤：

喷雾干燥权利要求8或9所述的组合物；

乳胶粉形成后经旋风分离器分离，在塔出口处用不锈钢质储罐收集粉料；

用200目滤网过滤得到乳胶粉；

其中，喷雾工艺条件为：雾化轮转速200～600r/min，干燥塔进风温度100～120℃，干燥塔出口温度为60～80℃，进料速度为80～100mL·min^-1。