[发明专利]一种具有反相核壳结构的水性聚氨酯丙烯酸酯化学消光树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于水性消光涂料领域，公开了一种具有反相核壳结构的水性聚氨酯丙烯酸酯化学消光树脂及其制备方法和应用。本发明产品的分子结构包括以双键封端水性聚醚聚氨酯构成核部分和以丙烯酸酯类单体共聚构成壳两部分。本发明采用一次性加入丙烯酸酯类单体使其达到极限浓度富集于水性聚醚聚氨酯大分子表面，同时结合反应型乳化剂‑乙烯基磺酸钠与丙烯酸酯类单体共聚，使生成以聚氨酯为核、丙烯酸为壳的反相核壳结构的水性聚氨酯丙烯酸酯能稳定存在。利用这一特殊的反相核壳结构，树脂乳液在干燥成膜后，宏观表面产生微褶皱，因而不需要外加任何的消光剂，就能达到很好的消光效果。

技术领域

本发明属于水性消光涂料领域，特别涉及一种具有反相核壳结构的水性聚氨酯丙烯酸酯化学消光树脂及其制备方法和应用。

背景技术

随着人们审美观念的改变，越来越多的人追求涂料的质感美、柔和美，消光树脂一般是指成膜后表面微粗糙，光泽度低的树脂，它能够掩盖涂膜缺陷，提高触摸质感，市场需求日益巨大。然而现有的消光技术主要分为物理消光和化学消光两种方式。物理消光通过外加消光剂的方式，比如自然界中的高填充料，微蜡粉，无机消光粉，有机消光树脂填料等，其中纳米气相SiO₂消光粉是目前市面上最常用的消光剂。化学消光主要是通过化学反应来实现本体消光，不需要外加消光剂的技术。两者的本质都是能实现涂膜表面的微粗糙度，入射光在凹凸不平的成膜表面主要进行漫反射达到消光的目的。两者相比之下，化学消光树脂具有无可比拟的优势，可减少施工流程，降低购买消光剂的成本。

事实上，现在国内外企业还没有实现化学消光树脂的工业化，其配方和合成工艺还有诸多问题正待解决。近几年，中国专利CN103865031A，CN104193946A,CN103936959A相继发表了单组份的水性聚氨酯自消光树脂，其光泽度低，合成工艺简单，但漆膜硬度不够，易划伤，热稳定性差。中国专利CN103626930A发表了一种具有相分离结构的水性丙烯酸聚氨酯消光树脂的制备方法，其工艺复杂，需要同时合成阴离子型封闭聚氨酯和非离子型聚氨酯，再引发丙烯酸酯类聚合反应，很难在工业上应用。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种具有反相核壳结构的水性聚氨酯丙烯酸酯化学消光树脂。该树脂所产生的消光效果由树脂本身在固化成膜后表面形成微褶皱引起的，不需要再添加传统的物理消光剂，漆膜硬度高、热稳定性好、表面光泽极低。

本发明的再一目的在于提供一种由上述具有反相核壳结构的水性聚氨酯丙烯酸酯化学消光树脂的制备方法。本发明通过一次性加入丙烯酸酯类单体使其达到极限浓度富集于双键封端的水性聚醚聚氨酯大分子表面，同时引入反应型乳化剂-乙烯基磺酸钠与丙烯酸酯类单体共聚，从而使以聚氨酯为核，丙烯酸为壳的反相核壳结构保持稳定。

本发明的又一目的在于提供上述具有反相核壳结构的水性聚氨酯丙烯酸酯化学消光树脂的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种具有反相核壳结构的水性聚氨酯丙烯酸酯化学消光树脂，该树脂是由质量比为1-1.5:1的组分A和组分B进行核壳聚合反应而成：

组分A以双键封端水性聚醚聚氨酯大分子构成核部分，具体由以下按质量份计的组分组成：

组分B以反应型乳化剂-乙烯基磺酸钠与丙烯酸酯类单体共聚构成壳部分，具体由以下按质量份计的组分组成：

上述具有反相核壳结构的水性聚氨酯丙烯酸酯化学消光树脂的制备方法，包括以下操作步骤：

(1)将分子量为1000的聚四氢呋喃醚二醇、二羟甲基丙酸投入干燥的反应釜中，110℃真空脱水1小时，然后110℃下保温1～2小时；

(2)降温到80℃，加入异佛尔酮二异氰酸酯和有机铋类催化剂，300～500rmp速度下反应3～4小时；