[发明专利]一种氟硅聚氨酯改性丙烯酸水性树脂及其制备方法

权利要求书

1.一种氟硅聚氨酯改性丙烯酸水性树脂的制备方法，其特征在于，其制备步骤如下：

a)、按配方重量比，将多元醇、低聚物多元醇加入到反应釜中，升温至90～105℃下真空脱水1.5～2.0h；

b)、降温至50～60℃加入多异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，通入N₂，置换出釜内氧气，然后加入双羟烷基聚硅氧烷和二羟甲基丙酸，在N₂保护下搅拌反应1.0～1.5h，升温至76～80℃继续反应3.0～4.0h；按设计配方要求预先配制好丙烯酸软硬混合单体，取其50～60％的混合单体加入到反应物中至粘度适中，降温至65～70℃，加入丙烯酸羟乙酯与六氟异丙醇，在65～70℃下继续反应1.0～2.0h，反应过程中1h后开始取样，以后每0.5h取样，当检测的NCO值达到设计值时为止，加入异丁醇以除去剩余的NCO；

c)、在搅拌下将温度降至40℃以下，缓慢滴加中和剂的去离子水溶液，继续反应10～20min，加入计算量的去离子水，继续搅拌15min，得到氟硅聚氨酯改性丙烯酸预聚物溶液；

d)、预先配制好5wt％的过硫酸铵水溶液；将20％过硫酸铵水溶液和30％预聚物溶液加入到反应釜中，升温至80～82℃，搅拌0.5h，同时滴加50％过硫酸铵水溶液和70％预聚物溶液，在3～4h内滴加完毕；然后滴加剩下的丙烯酸软硬混合单体和30％过硫酸铵水溶液混合物，在2～3h内滴加完毕；升温至85～88℃，保温反应1.0h，降温至40℃，加入剩余的去离子水，搅拌，过滤，得所述的氟硅聚氨酯改性丙烯酸水性树脂；

按重量份计，原料的组分如下：多异氰酸酯8.0～15.0份，多元醇2.0～4.0份，六氟异丙醇1.0～3.0份，双羟烷基聚硅氧烷2.0～5.0份，低聚物多元醇5.0～12.0份，二羟甲基丙酸1.5～3.5份，二月桂酸二丁基锡0.01～0.1份，过硫酸铵0.05～0.2份，丙烯酸羟乙酯2.0～4.0份，异丁醇1.0～2.5份，丙烯酸软硬单体6.0～15.0份，中和剂1.0～2.5份，去离子水45.0～65.0份。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸软硬单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸己酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸正己酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸十八酯的中至少两种以上。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多元醇为丁二醇、己二醇、新戊二醇、二缩二乙二醇、一缩二丙二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、三羟甲基丙烷、甘油中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述低聚物多元醇为聚四氢呋喃多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚醚二元醇、聚乙二醇中的至少一种；其数均分子量为800～2000。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述双羟烷基聚硅氧烷为双羟丙基封端的聚硅氧烷、双3-(1-甲氧基-2-羟基丙氧基)丙基封端的聚硅氧烷中的一种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述中和剂为三乙胺、氨水、二甲基乙醇胺中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氟硅聚氨酯改性丙烯酸水性树脂，其分子结构如下所示：

式中m为硅氧烷聚氨酯链段，所述R₅为聚氨酯链；所述R₆、R₇可以为H或CH₃；所述R₈为乙基、丁基、异辛基、正己基、月桂基或十八基；其中，所述y/x的摩尔比为1:0.2～0.8。