[发明专利]一种水性聚氨酯的制备方法、内交联聚氨酯-丙烯酸酯及其制备方法

说明书

本发明提供了一种水性聚氨酯的制备方法以及内交联聚氨酯‑丙烯酸酯及其制备方法。本发明制备得到的水性聚氨酯具有共轭三烯结构，作为反应原料与丙烯酸酯聚合，制备得到高交联度的内交联聚氨酯‑丙烯酸酯。本发明制备得到水性聚氨酯，含有亲水离子，能够稳定均匀的分散到水中，起到高分子乳化剂的作用，在与丙烯酸酯进行聚合过程中，既作为乳化剂，又可作为交联剂。不仅避免使用小分子乳化剂的对聚合物树脂性能的影响，还能降低挥发性有机化合物(VOC)的排放，符合环保要求。实施例的结果表明，本发明制备得到的水性聚氨酯能够在乳液聚合过程中与丙烯酸酯发生交联，得到内交联聚氨酯‑丙烯酸酯，具有较高的交联度。

技术领域

本发明涉及聚氨酯改性技术领域，尤其涉及水性聚氨酯的制备方法、内交联聚氨酯-丙烯酸酯及其制备方法。

背景技术

水性聚氨酯由于具有环保、无毒、产品种类丰富等优点，受到广泛关注。但是由于水性聚氨酯中亲水基的存在，导致耐水性较差，进而限制了应用领域。因此，对聚氨酯进行功能化改性就显得尤为重要。

水性聚氨酯常用的改性方法就是引入功能性的双键对其进行交联，常见的方法为首先制备含有功能性双键的聚氨酯，然后与丙烯酸酯进行共混或者共聚，得到功能化聚氨酯，但是现有技术中所采用的聚氨酯改性方法多用到乳化剂，不仅会影响聚合物树脂的力学性能还会对环境产生影响。例如，Yongshang Lu(Yongshang L,Larock R C.New hybridlatexes from a soybean oil-based waterborne polyurethane and acrylics viaemulsion polymerization.[J].Biomacromolecules,2007,8(10):3108-14)公开了一种大豆油基水性聚氨酯-丙烯酸酯的合成方法，通过丙烯酸酯在聚合过程中发生链转移或接枝共聚，与大豆油分子链上的双键发生交联形成交联聚合物。但是，合成过程中需要借助小分子乳化剂如对苯二酚，小分子乳化剂易发生迁移，虽能实现对聚氨酯的改性，但是小分子乳化剂的使用会对环境造成影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水性聚氨酯的制备方法以及内交联聚氨酯-丙烯酸酯及其制备方法。本发明提供的内交联聚氨酯-聚丙烯酸酯的制备方法，利用水性聚氨酯避免采用常规乳化剂，降低对环境的危害。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种内交联聚氨酯-丙烯酸酯的制备方法，包括以下步骤：

(I)将水性聚氨酯与丙烯酸酯单体混合物和水混合，得到乳化液；

(II)将部分所述步骤(I)得到的乳化液与引发剂混合，进行聚合反应，得到具有蓝色荧光的乳液；

(III)将所述步骤(I)得到的乳化液中剩余部分与引发剂加入到所述步骤(II)得到的具有蓝色荧光的乳液中，得到混合乳液；

(IV)将所述步骤(III)得到的混合乳液，进行保温，得到内交联聚氨酯-丙烯酸酯；

所述步骤(II)和步骤(III)中的引发剂为过硫酸盐；

所述步骤(I)中的水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：

(1)提供含羟基亲水扩链剂的有机溶液；

(2)将所述含羟基亲水扩链剂的有机溶液与含共轭三烯的醇解羟基化桐油和二异氰酸酯进行聚合反应，得到聚合产物；

(3)将所述步骤(2)得到的聚合产物与有机胺进行中和反应，得到预乳化物；

(4)对所述步骤(3)得到的预乳化物进行乳化，得到水性聚氨酯。