[发明专利]一种互穿网络丙烯酸聚氨酯乳液的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种互穿网络丙烯酸聚氨酯乳液的制备方法。

背景技术

随着人们环保意识逐渐增强，涂料的安全性和对环境的损害程度越来越受到人们的重视。与传统的溶剂型涂料相比，聚丙烯酸酯(PA)乳液、聚氨酯(PU)乳液等水分散型涂料具有安全无毒害、不污染环境、成本低廉等优点，因而受到人们的广泛关注。但聚丙烯酸酯(PA)乳液和聚氨酯(PU)乳液也都存在一些缺点：聚丙烯酸酯(PA)乳液的硬度大、不耐溶剂，而聚氨酯(PU)乳液的耐水性能和耐高温性能较差，因此将两者有机结合，取长补短的丙烯酸聚氨酯乳液就应运而生。

目前，丙烯酸聚氨酯乳液的聚合方法主要包括：聚丙烯酸酯(PA)乳液和聚氨酯(PU)乳液的接枝共聚法，以及聚丙烯酸酯(PA)乳液和聚氨酯(PU)乳液的核壳聚合法。但是，现有这些方法所制备的丙烯酸聚氨酯乳液，其各聚合物(即聚丙烯酸酯(PA)乳液和聚氨酯(PU)乳液)分子间的相容性均比较有限，无法实现聚合物分子间各自交联、相互渗透，因此，其成膜后的物化性能和装饰性能均比较差。

发明内容

本发明实施例提供了一种互穿网络丙烯酸聚氨酯乳液的制备方法，以便于提高聚丙烯酸酯(PA)乳液和聚氨酯(PU)乳液的相容性，从而使这两种聚合物的分子间各自交联、相互渗透，提高所制备丙烯酸聚氨酯乳液成膜后的物化性能和装饰性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种互穿网络丙烯酸聚氨酯乳液的制备方法，包括如下的步骤：

步骤A：将丙烯酸单体置入反应釜中作为溶剂，并将聚氨酯、甲苯二异氰酸酯TDI、聚醚和催化剂加入到丙烯酸单体中，从而形成混合物a；

其中，组成混合物a的各组分占原材料总量的重量份数为：

丙烯酸单体，9～12份；

聚氨酯，1.6～2.2份；

甲苯二异氰酸酯TDI，5.5～7.0份；

聚醚，3.3～5.8份；

催化剂，0.03～0.07份；

步骤B：将混合物a搅拌25～35分钟，以使其混合均匀；

步骤C：将反应釜的温度缓慢升温至混合物a反应温度，并保温50～70分钟，从而生成液体b；

步骤D：对液体b进行取样检测，直至液体b中不存在异氰酸基NCO基团，再对反应釜进行降温处理；

步骤E：将乳化剂、中和剂、去离子水加入到液体b中，从而形成混合物c；

其中，乳化剂、中和剂和去离子水占原材料总量的重量份数为：

乳化剂，0.2～2.2份；

中和剂，0.37～0.73份；

去离子水，70～80份；

步骤F：将反应釜的温度保持在35～40℃之间，并对混合物c高速搅拌45～55分钟，从而生成液体d；

步骤G：对液体d进行取样检测，直至液体d的PH值在5～6之间并且粘度在70～110mPa·s之间，即形成互穿网络丙烯酸聚氨酯乳液。

优选地，组成混合物a的各组分占原材料总量的重量份数为：

丙烯酸单体，10份；

聚氨酯，1.8份；

甲苯二异氰酸酯TDI，6.4份；

聚醚，5.3份；

催化剂，0.04份；

而，乳化剂、中和剂和去离子水占原材料总量的重量份数为：

乳化剂，0.9份；

中和剂，0.56份；

去离子水，75份。

优选地，相应的混合物a反应温度在130～140℃之间。

优选地，相应的将混合物a搅拌25～35分钟最好为将液体a搅拌30分钟；

优选地，相应的保温50～70分钟最好为保温60分钟。

优选地，相应的对混合物c高速搅拌45～55分钟最好为对混合物c高速搅拌50分钟。

优选地，相应的催化剂包括叔胺或有机锡催化剂。

优选地，相应的乳化剂包括烷基醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚。

优选地，相应的中和剂包括氨水或三乙基胺。

优选地，还包括：

步骤H：调整互穿网络丙烯酸聚氨酯乳液的溶质质量百分数至40％；

步骤I：过滤、出料，并装桶、密封。