[发明专利]一种松香基水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液

说明书

 技术领域

本发明涉及一种松香基水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液，属化工领域。

技术背景        

水性聚氨酯作为一种高分子聚合物，具有传统溶剂型聚氨酯的硬度高、附着力强、耐腐蚀的特性外，还具有环保、安全、使用方便等优点，广泛被应用于涂料、胶黏剂领域。但水性聚氨酯在耐溶剂性、耐候性和机械性能等方面还有不足，因此改型聚氨酯研究成为一大热点。聚丙烯酸酯具有优良的耐溶剂性、耐候性、耐光不黄变等优点，将其与水性聚氨酯复合会有优势互补作用。此外，松香作为我国特有的生物质资源，具有稠合多脂环结构，耐热性强、刚性大，将其引入水性聚氨酯中，能够提高聚氨酯的耐水性、耐热性、光泽和硬度。

本专利以富马海松酸聚酯多元醇为多元醇原料制备预聚体，后采用丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)共混改性水性聚氨酯，制得松香基水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液，具有优异的热稳定性、耐化学性、光泽度和力学性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种松香基水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液，得到的粘合剂具有优异的热稳定性、耐化学性和力学性能。

为实现以上目的，本发明的一种松香基水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液，以2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、富马海松酸聚酯多元醇(FAPP)、一缩二乙二醇(DEG)、二羟甲基丁酸(DMBA)为原料制备预聚体，并以丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)进行共混改性。

其中预聚体原料的配比为：TDI与FAPP、DMBA、DEG的摩尔比为1.3:1-1.4:1，DEG占预聚体质量的1%-2%，DMBA占预聚体质量的4%-5%。

丙烯酸丁酯(BA)的用量为预聚体总质量的10%-20%。

甲基丙烯酸甲酯(MMA)的用量为预聚体总质量的5%-10%。

本发明的一种松香基水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液的制备步骤具体为：

(1) 以2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、富马海松酸聚酯多元醇 (FAPP)、一缩二乙二醇(DEG)、二羟甲基丁酸(DMBA)为原料制备预聚体，反应3h

(2) 降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应生成盐，反应3-5min。

(3) 加入丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和水进行乳化1h，得到混有BA和MMA的水性聚氨酯乳液。

(4) 该乳液升温至75℃，加入适量的引发剂过硫酸钾(KPS)，反应2h，使BA和MMA聚合，得到松香基水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液。

步骤(2)中三乙胺的物质的量与DMBA的物质的量相同。

步骤(3)中水的用量为预聚体总质量的2倍。

步骤(4)中过硫酸钾(KPS)的用量为两滴。

本发明产生的有益效果为，本专利应用富马海松酸聚酯多元醇为多元醇原料制备预聚体，引入松香基，松香基具有稠合多脂环结构，耐热性强、刚性大，制备出的水性聚氨酯具有较好的耐水性、耐热性、光泽度和硬度。采用丙烯酸酯改性水性聚氨酯，丙烯酸酯在水性聚氨酯乳液中聚合，形成具有互穿聚合物网络结构的改性聚氨酯乳液，改性后聚氨酯乳液的粒子增大，热稳定性、耐化学性好。引入松香基之后用丙烯酸酯改性，制得的水性聚氨酯具有较好的热稳定性、耐化学性、光泽度和力学性能。 

实施例

实施例1：

以2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、富马海松酸聚酯多元醇(FAPP)、一缩二乙二醇(DEG)、二羟甲基丁酸(DMBA)为原料制备预聚体，反应3h，其配比为：TDI与FAPP、DMBA、DEG的摩尔比为1.3:1，DEG占预聚体质量的1.5%，DMBA占预聚体质量的5%。降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应生成盐，反应3min，加入三乙胺的物质的量与DMBA的物质的量相同。加入丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)水进行乳化1h，得到含BA和MMA的水性聚氨酯乳液。其中丙烯酸丁酯(BA)的用量为预聚体总质量的10%，甲基丙烯酸甲酯(MMA)的用量为预聚体总质量的7%，水的用量为预聚体总质量的2倍。该乳液升温至75℃，加入两滴引发剂过硫酸钾(KPS)，使BA和MMA聚合，得到松香基水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液。

实施例2：

以2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、富马海松酸聚酯多元醇(FAPP)、一缩二乙二醇(DEG)、二羟甲基丁酸(DMBA)为原料制备预聚体，反应3h，其配比为：TDI与FAPP、DMBA、DEG的摩尔比为1.4:1，DEG占预聚体质量的1.5%，DMBA占预聚体质量的4%。降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应生成盐，反应3min，加入三乙胺的物质的量与DMBA的物质的量相同。加入丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)水进行乳化1h，得到含BA和MMA的水性聚氨酯乳液。其中丙烯酸丁酯(BA)的用量为预聚体总质量的13%，甲基丙烯酸甲酯(MMA)的用量为预聚体总质量的9%，水的用量为预聚体总质量的2倍。该乳液升温至75℃，加入两滴引发剂过硫酸钾(KPS)，使BA和MMA聚合，得到松香基水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液。