[发明专利]一种环保型丙烯酸树脂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种羟基水性阳离子聚氨酯‑丙烯酸树脂的制备方法，该方法包括以下步骤：a)通过反应得到含不饱和双键的端羟基聚酯；b)以步骤a)中所得的产物为原料，加入设计配方比的二元醇、己内酰胺、亲水单体、催化剂、封端剂、中和剂等，得到不饱和水性阳离子聚氨酯；(3)以步骤b)中所得的产物为反应原料，与设计配方比的丙烯酸酯单体反应就得到耐候性佳环保型聚氨酯‑丙烯酸树脂。在步骤b)中加入封端剂，对水性阳离子聚氨酯树脂预聚体进行双键单体封端，进一步提高丙烯酸树脂的接枝率；该反应条件温和，不外加乳化剂得到了性能改善的水性阳离子聚氨酯‑羟基丙烯酸树脂，极大的扩大了树脂的应用领域。

技术领域

本发明涉及树脂领域，具体涉及耐候性佳环保型聚氨酯-丙烯酸树脂的制备方法。

背景技术

水性聚氨酯按照分散粒子是否带电可分为离子型和非离子型，而离子型水性聚氨酯按照聚氨酯主链上的带电性质又可分为阴离子型、阳离子型和两性离子型，目前市面上对于阴离子水性聚氨酯的应用较多，原因是季铵盐型阳离子水性聚氨酯在制备过程中将预聚体季铵盐化的工序比较复杂，成本较高，而且制备的阳离子产品有时储存不稳定；相比于阴离子型水性聚氨酯，目前阳离子型的研究报道较少，同时水性阳离子聚氨酯存在耐水性差、光泽低、耐溶剂性差、干燥速度慢等缺点；但由于阳离子型水性聚氨酯的分子链上带有正电，其对疏水的聚酯、织物纤维具有很好的浸润性，同时对水的硬度不敏感，可以在酸性条件下使用，故其在纺织、皮革、木器涂料和造纸等领域具有广泛的应用前景；水性羟基丙烯酸树脂具有机械强度高、耐老化、耐候性好和耐水性好等优点，但其同样存在热粘冷脆的缺点；将羟基丙烯酸酯对水性阳离子聚氨酯进行改性，就能做到扬长避短，得到性能得以改善的水性阳离子聚氨酯-羟基丙烯酸树脂；且该树脂方便与氨基树脂复配，制备水性阳离子氨基烤漆；也可以与水性多己内酰胺固化剂复配，制备常温自干型水性阳离子聚氨酯双组份树脂，复配后的树脂能够显著提高其硬度、耐水、抗冲击等性能，极大的扩大了阳离子树脂的应用领域。

同时传统的溶剂型阳离子聚氨酯-丙烯酸树脂都是使用丙酮或丙酮法，有机溶剂的使用需通过蒸馏法除去，工艺繁琐，同时在施工过程中有大量的有机溶剂挥发到空气中，容易造成环境的污染。

发明内容

本发明提供了一种制备耐候性佳环保型聚氨酯-丙烯酸树脂的方法，首先合成了含有不饱和双键的端羟基聚酯，同时对水性阳离子聚氨酯树脂预聚体进行了双键单体封端，进一步提高丙烯酸树脂的接枝率；在制备耐候性佳环保型聚氨酯-丙烯酸树脂的时候，采用无皂聚合的方法，引入了羟基丙烯酸酯树脂对其进行了改性，在保持水性阳离子聚氨酯固有优异性能的同时，引入了丙烯酸树脂的机械强度高、耐老化、耐候性好和耐水性好等优点。该树脂与水性氨基树脂或水性多己内酰胺固化剂复配后，综合性能优异，耐老化性能突出，超过了国内的同类产品，缩小了与油性双组份阳离子树脂的差距，在环境友好社会中具有非常好的市场化前景。

本发明制备步骤如下：

a)在氮气的保护下，将设计配方比的多元醇，多元酸，溶剂二甲苯，阻聚剂等加入装有温度计，分水器和冷凝管，带有搅拌的四口反应器中，用电热套加热至冷凝管中开始有回流，且分水器中开始有水珠时，保温反应1小时，然后缓慢升温至210℃(升温时间为5小时)，在210℃保温反应0.5小时后，开始测定酸值，当酸值降至5mgKOH/g树脂时，在100℃左右真空脱出二甲苯，在真空度≥0.045Kpa，真空减压干燥1～2小时，温度为50～80℃，即得到不饱和端羟基聚酯。