[发明专利]一种硅树脂改性的水性聚氨酯-丙烯酸树脂乳液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种硅树脂改性的水性聚氨酯‑丙烯酸树脂乳液，由以下原料制备而成：丙烯酸树脂单体、异氰酸酯、乙烯基硅树脂、含双键的聚酯多元醇、饱和聚酯多元醇、蓖麻油、N,N‑二甲基甲酰胺、乙二胺、引发剂、催化剂、交联剂、亲水扩链剂、中和剂、阴‑非离子型反应性乳化剂和水。其制备方法如下：1)多元醇混合物的制备；2)聚氨酯预聚物的制备；3)聚氨酯中间体的制备；4)预乳液的制备；5)硅树脂改性的水性聚氨酯‑丙烯酸树脂乳液的制备。本发明的硅树脂改性的水性聚氨酯‑丙烯酸树脂乳液的稳定性好、环保安全、成本低，由它得到的涂膜附着性好、耐磨伤、高光、丰满度高、抗黏连性能优越、干燥速度快。

技术领域

本发明涉及一种硅树脂改性的水性聚氨酯-丙烯酸树脂乳液及其制备方法。

背景技术

用在塑料制品上的涂料和油墨一般都是溶剂型的，用有机溶剂作为稀释剂，涂刷后会有大量的有机溶剂挥发到空气中，不仅污染大气环境、损坏人体健康，而且还会浪费大量资源。随着各国环保法规的完善和人们环保意识的增强，传统的溶剂型涂料和油墨已经难以再满足环保需求。水性涂料和油墨是目前的研究热点，它们以水为分散介质，不含或仅含少量有机溶剂，具有无毒、不易燃烧、不污染环境、安全可靠等优点，符合涂料工业的发展要求。

传统的水性丙烯酸具有附着力差、气味大、耐水耐溶剂性能差等缺陷，而传统的水性聚氨酯具有涂膜光泽度低、力学性能差等缺陷，这两者单独使用均难以满足发展要求。采用丙烯酸对聚氨酯进行改性，进行优势互补，是目前研究最为广泛的一种方法。目前，已有不少研究人员进行了相关的研究，但制备得到的产品均存在明显缺陷，难以工业应用，例如：

D.Dieterich在综述(D.Dieterich,Prog.Org.Coatings,9,281(1981))中公开了将聚丙烯酸酯分散体和聚氨酯分散体进行物理共混的方法，但该方法得到的共混体中存在丙烯酸和聚氨酯的明显相区，稳定性较差；

DE A1953348、EP A167188、EP A189945和EP A308115公开了在水性聚氨酯分散体中进行丙烯酸酯单体自由基聚合的方法，该方法得到的是聚氨酯和丙烯酸这两类聚合物链在分子水平上紧密混溶、链间相互缠绕以及次级分子间相互作用的杂合分散体，其物理机械性能、稳定性等方面均优于物理共混体，但其耐热性和耐溶剂性较差，难以工业化应用；

CN 102786637A公开了一种复合改性的水性聚氨酯树脂及其制备方法，采用蓖麻油、环氧树脂、丙烯酸酯等对聚氨酯树脂进行复合改性，由该复合改性的水性聚氨酯树脂制备的涂料在成膜过程中交联密度高、涂膜硬度高、光泽度高、耐水性好、耐溶剂性好，但其预聚物粘度过大，导致乳化时分散困难，乳液粒径大；

CN 101280053A公开了一种由可再生型多元醇制备丙烯酸改性水性聚氨酯的方法，将聚氨酯预聚物和丙烯酸类单体混合乳化后，采用乳液聚合的方法制备出具有网络互穿结构的聚氨酯乳液，这种乳液具有高耐候性、耐化学性、耐水性的优点，但乳液粒径较大，储存稳定性差；

CN 105418870A公开了一种蓖麻油/丙烯酸复合改性水性聚氨酯乳液及其制备方法，通过蓖麻油和多羟基丙烯酸树脂对水性聚氨酯进行改性，得到固体份含量30％wt～35％wt、具有交联结构的改性水性聚氨酯乳液，其力学性能、干性和耐水性能优异，耐湿热，但其耐溶剂性能较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅树脂改性的水性聚氨酯-丙烯酸树脂乳液及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：