[发明专利]一种可室温固化的单组分水性聚氨酯/丙烯酸酯复合树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水性聚氨酯/丙烯酸酯复合树脂及其制备方法，更具体的说是涉及一种室温固化的通过酮肼交联复合的单组分水性聚氨酯/丙烯酸酯树脂及其制备方法。

背景技术

水性聚氨酯/丙烯酸酯（PUA）树脂是目前应用最多的一类水性树脂。根据其化学结构，可分为非交联型和交联型二类。其中交联型多属于合成交联型，它是指在制备过程中引入多官能团物质，该物质起连接水性聚氨酯（PU）和聚丙烯酸酯（PA）的桥梁作用，使PU和PA在合成时发生交联的PUA复合树脂。由于此类树脂的交联反应发生在合成过程中，易造成凝胶效应，故交联度受到一定的限制。

本发明采用一种新型的交联技术——成膜交联，它是指制备时引入可交联的基团，合成时它们并不发生反应，而在乳液涂膜干燥时(后)自交联的PUA复合树脂，因此可被用于室温交联固化，而且交联度可在一定范围内自行调节。其优势在于可形成单组分包装，这些起交联反应的材料在分散体常温贮存时不反应，而在常温成膜后反应形成交联。常温单组分体系是一种优良的交联体系，使用极为方便，交联又可以在常温下进行，耗能小。

本发明提供一种通过一步简单反应就能将酮基连接到聚氨酯链上而得到含酮基水性聚氨酯树脂，并通过双丙酮丙烯酰胺合成含酮基的水性丙烯酸酯树脂，将两种水性树脂混合，加入溶于水的交联剂己二酰肼。将树脂涂膜后在室温下水挥发过程中进行聚氨酯链上的酮基（酮羰基）、聚丙烯酸酯链上的酮基（酮羰基）与含在树脂中的己二酰肼的酰肼基交联固化，通过配方设计可得到较大的酮基含量而实现较大的交联度，以此提高涂膜的性能。

发明内容

本发明的目的之一是为了解决上述的技术问题而提供一种含酮基水性聚氨酯树脂与含酮基水性聚丙烯酸酯树脂的单组分水性聚氨酯/丙烯酸酯复合树脂。该复合树脂含有交联剂己二酰肼而形成单组分形式，并在室温下水挥发过程中进行酮基（酮羰基）与己二酰肼的交联固化，并且固化物具有很好的耐水性、耐醇性及较高的硬度。

本发明的目的之二在于提供上述的一种可室温固化的单组分水性聚氨酯/丙烯酸酯复合树脂的制备方法。

本发明的技术方案

一种可室温固化的单组分水性聚氨酯/丙烯酸酯复合树脂，即将含酮基水性聚氨酯树脂、含酮基水性丙烯酸酯树脂按质量配比即含酮基水性聚氨酯树脂：含酮基水性丙烯酸酯树脂为1：1的比例进行混合后加入50％酮基总摩尔量的交联剂己二酰肼后即得一种可室温固化的单组分水性聚氨酯/丙烯酸酯复合树脂；

其中所述含酮基水性聚氨酯树脂，其原料组分按重量份数计算，其组成及含量如下：

聚酯二元醇                   105～150份

二羟甲基丙酸                 15～20份

二异氰酸酯                   55～80份

羟基酮                       18～45份

三乙胺                       10～15份

丙酮                         40～55份

去离子水                     600～900份

其中所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯及己二异氰酸酯中的一种或两种以上的混合物；

所述聚酯二元醇为聚碳酸酯二醇、聚己内酯二醇及聚四亚甲基醚二醇中的一种或两种以上的混合物；

所述的羟基酮为羟基苯乙酮、羟基苯丙酮及羟基丁酮中的一种或两种以上的混合物；

其中所述含酮基水性丙烯酸酯树脂，其原料组分按重量份数计算，其组成及含量如下：

甲基丙烯酸甲酯              60～80份

丙烯酸丁酯                  40～60份

丙烯酸                      3～6份

双丙酮丙烯酰胺              7～10份

十二烷基磺酸钠              3～5份

过硫酸钾                    0.5～0.6份

去离子水                    160～220份。

   上述的一种可室温固化的单组分水性聚氨酯/丙烯酸酯复合树脂的制备方法，包括如下步骤：

（1）、含酮基水性聚氨酯树脂的制备

①、将聚酯二元醇在110-120℃，700-760mmHg真空度下搅拌脱水1-2h；然后通氮气下加入二羟甲基丙酸，搅拌混合；