[发明专利]一种含交联及杂化结构的核壳型水性聚氨酯乳液的制备方法

权利要求书

1.一种含交联及杂化结构的核壳型水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于包括以下步骤： 

1)多元醇脱水：对多元醇进行脱水处理，得到不含水的多元醇； 

2)聚氨酯树脂合成与扩链：向步骤1)所得不含水的多元醇中加入催化剂混合均匀，再加入多异氰酸酯搅拌均匀，再升温至50-80℃下反应，反应1-4小时后，向体系中加入扩链剂，并加入良溶剂或者可反应性单体继续反应3-5小时；本步骤所述可反应性单体为丙烯酸酯单体和或苯乙烯单体； 

3)接枝并引入可交联结构：将经步骤2)扩链反应后的体系中加入羟基丙烯酸酯单体和阻聚剂，通过滴定法检测-NCO的转化率，当达到所需理论值时，即得到所需的水性聚氨酯树脂； 

4)中和与分散：加入胺类中和剂中和步骤3)所得的水性聚氨酯树脂，调节pH在7-8之间，然后滴加含表面活性剂的水溶液，伴以充分搅拌，控制滴加的时间为30-60分钟，继而得到带蓝光的透明或半透明溶液； 

5)杂化反应：往步骤4)所得的溶液体系中滴加含引发剂的水溶液，引发可反应性单体，控制滴加的时间为30-60分钟，在60-90℃下保温反应1-5小时，然后加入无水乙醇搅拌分散均匀，得到带有蓝光的半透明乳液，即为含交联及杂化结构的核壳型水性聚氨酯乳液。 

2.根据权利要求1所述的一种含交联及杂化结构的核壳型水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于各组分配比为：多异氰酸酯7.0-16，多元醇10-19，丙烯酸酯3.5-8.5、苯乙烯4.5-7.5，羟基丙烯酸酯3.0-5.0，扩链剂0.5-3.5，催化剂0.05-1，阻聚剂0.07-1.5，胺类中和剂1.0-3.0，表面活性剂0.05-0.15，引发剂0.05-0.3，去离子水50-80，无水乙醇10-20，所述去离子水分别用于溶解表面活性剂和引发剂，配制表面活性剂水溶液和引发剂水溶液。 

3.根据权利要求1所述的一种含交联及杂化结构的核壳型水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于所述多元醇的数均分子量在500-5000之间，粘度在600-3000mPa.S(25℃)之间；所述多元醇包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、植物油多元醇、松香酯多元醇及聚烯烃多元醇。 

4.根据权利要求1所述的一种含交联及杂化结构的核壳型水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于所述步骤1)中的脱水处理是将一种或几种按任意比例的多元醇混合后，加热至50-80℃，然后抽真空至0.098-0.1MPa，升温至100-120℃保温2-3小时，所得产物密闭备用。 

5.根据权利要求1所述的一种含交联及杂化结构的核壳型水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于所述步骤2)中的催化剂包括叔胺类和有机金属类化合物；所述步骤2)中的扩链剂包括小分子二元醇、二元胺及乙醇胺类化合物。 

6.根据权利要求1所述的一种含交联及杂化结构的核壳型水性聚氨酯乳液的制备方法， 其特征在于所述步骤2)中的多异氰酸酯包括二异氰酸酯、三异氰酸酯和多异氰酸酯。 

7.根据权利要求1所述的一种含交联及杂化结构的核壳型水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于所述步骤2)加入扩链剂时，可以同时添加适量调节粘度的良溶剂；所述良溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、丙酮、环己酮中一种。 

8.根据权利要求1所述的一种含交联及杂化结构的核壳型水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于所述步骤2)的丙烯酸酯和步骤3)中的羟基丙烯酸酯均包括(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯及环氧丙烯酸酯。 

9.根据权利要求1所述的一种含交联及杂化结构的核壳型水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于所述步骤3)中阻聚剂剂为对苯二酚、2,6-二叔丁基对甲酚、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、丁基或辛基化苯胺及亚磷酸酯的一种或几种按任意比例的混合物。 

10.根据权利要求1所述的一种含交联及杂化结构的核壳型水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于所述步骤4)中胺类中和剂为氨水、三乙胺、二乙醇胺中一种，表面活性剂十二烷基磺酸钠或十二烷基硫酸钠；所述步骤4)中中和的温度为30-50℃，反应时间为30-90分钟，加入胺类中和剂的过程中边加边搅拌；所述步骤5)中引发剂为偶氮二异丁氰、偶氮二异庚氰、过硫酸铵或过硫酸钾中的任意一种。