[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，以及由其制备的可再分散的乳胶粉，更具体而言，本发明涉及一种水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，并涉及由其制备的可再分散乳胶粉及该胶粉的制备方法，所述水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液在聚合过程具有良好的稳定性，由其制备的再分散乳胶粉具有成膜温度低，机械性能好的优点。

背景技术

可再分散乳胶粉是聚合物乳液经干燥粉化后得到的一种可自由流动的聚合物粉末，当在其中加水后，乳胶粉可重新分散到水中生成稳定的分散液，形成和原来聚合物乳液性能相同、用途相似的再生乳液。与聚合物乳液相比，可再分散乳胶粉有突出的优点：储存稳定性好，储存期长，不会因冻结或水分挥发而变质；包装简单、体积小、重量轻而运输成本低；可以与水泥、石膏等其他原料方便地随意调配，使用方便。

目前用于生产乳胶粉的聚合物还是以聚醋酸乙烯为主，但其它类可再分散乳胶粉也相继被开发出来，如醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚胶粉、纯丙烯酸酯乳胶粉、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉、醋酸乙烯酯与丙烯酸酯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、苯乙烯与丁二烯共聚胶粉等。其中丙烯酸酯在耐候、耐水、耐溶剂、保光性等方面性能相对突出，这种类型的乳胶粉在原有可再分散性乳胶粉技术的基础上，储存稳定性、可再分散性、耐水性、耐碱性都得到了不同程度的提高。然而丙烯酸酯类乳胶粉成膜温度高、机械性能差的特点，限制了乳胶粉的多领域市场化应用。

聚氨酯由于其力学性能可调节范围广、与基材的粘结性好等方面的优异性，已经在许多领域得到广泛应用。水性聚氨酯即是在聚氨酯主链上引入离子基团，借助离子基团的在水中的离子化作用，使聚氨酯分散于介质水中而形成的聚氨酯水性分散体。水性聚氨酯的制备过程中不需要外加乳化剂而使其使用稳定性得到极大的提高；而且各界对环保问题越来越重视，使得水性聚氨酯的使用得到大力推广。但将水性聚氨酯用于生产可再分散性乳胶粉的工艺还未见提及。

基于水性聚氨酯与丙烯酸酯的不同特点，如果将二者的优点结合加以利用，可以制备出性能优良、成本低廉的聚合物聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)乳液。此外该聚合物乳液不需外加乳化剂，可避免使用乳化剂时带来的负面影响；而且聚氨酯与丙烯酸酯可通过化学键连接，减少二相界面不稳定所带来的材料机械性能差的缺点，以期得到机械强度较好的乳液聚合物用于可再分散乳胶粉的制备。

发明内容

[技术问题]

本发明被设计用于解决上述问题。本发明的目的是提供一种水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液、由其制备的可再分散乳胶粉，该水性聚氨酯-丙烯酸可再分散乳胶粉具有较低的成膜温度，优异的机械性能和低廉的成本。

[技术方案]

为了实现上述目的，本发明的一个方面提供一种水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，该水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液通过如下步骤进行制备：

A、水性聚氨酯预聚物的制备：将聚己内酯二醇加入到反应釜中，升温至70～85℃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至50～60℃，用丙酮或丙烯酸酯部分稀释该预聚物，而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，升温至60～75℃进行反应；

C、离聚物的制备：在40～55℃下用中和剂中和所述双键封端的水性聚氨酯预聚物；

D、当步骤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加入到反应釜中在75～85℃下反应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85～90℃，继续反应1小时。

本发明的另一方面提供由上述水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液制备的丙烯酸酯可再分散乳胶粉。

[有益效果]

根据本发明乳液中所含有机械性能优异的聚氨酯成分，将其用于制备可再分散性乳胶粉，所得的乳胶粉有好的成膜性、机械强度、耐水性。同时本发明中的聚氨酯-丙烯酸酯乳液聚合过程不需要使用外加乳化剂，避免外加乳化剂带来的聚合稳定性差的负面影响。

具体实施方式