[发明专利]一种环氧丙烯酸树脂改性水性聚氨酯及其制备方法

说明书

本发明提供一种环氧丙烯酸树脂改性水性聚氨酯及其制备方法，所述环氧丙烯酸树脂改性水性聚氨酯包括以下原料组分及重量份：环氧丙烯酸树脂3‑20份、二异氰酸酯20‑70份、低聚物二元醇80‑100份、亲水扩链剂3‑10份、非亲水扩链剂1‑8份、催化剂0.1‑3份、中和剂2‑8份、引发剂3‑15份，其中，环氧丙烯酸树脂固含量为40％‑70％。其避免了传统环氧树脂改性水性聚氨酯中由于环氧基的存在而发生的一系列副反应，导致乳液稳定性差，反应重现性低的缺点。

技术领域

本发明涉及水性聚氨酯合成技术领域，具体涉及一种环氧丙烯酸树脂改性水性聚氨酯及其制备方法。

背景技术

水性聚氨酯由于其具有良好的环保性和优异的性能被广受青睐，但是均一的聚氨酯乳液在性能上还对其综合性能，如机械强度、耐水性和耐化学性、附着力以及粘结性能等进行改善，以满足使用。已知使用环氧树脂改性水性聚氨酯，如中国专利(专利申请号：201110251188.3)采用环氧树脂改性水性聚氨酯，此方法得到的水性聚氨酯具有良好的机械强度、耐水性和耐化学性。然而，该方法的缺陷是环氧树脂上的环氧基团会在三乙胺的催化下开环，形成交联物而沉淀，同时异氰酸酯基也会与环氧基团发生反应生成唑酮结构，从而造成乳液的稳定性变差。

当前，虽然研究人员使用一些改性手段解决了现有基于环氧树脂改性的水性聚氨酯储存稳定性和粘接性差的问题。然而，由于制备过程中与胺发生竞争反应，且体系受温度影响大，反应的重现性仍较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种环氧丙烯酸树脂改性水性聚氨酯及其制备方法，用于克服现有技术中现有环氧树脂改性水性聚氨酯中乳液稳定性差，重现性低的缺陷，同时VOC(有机挥发成分)含量低，所获得产品具有平均力学拉伸强度45Mpa、-10～120℃稳定放置、恒温恒湿耐水解在24h以上的优异性能。

为了实现以上目的及其他目的，本发明是通过包括以下技术方案实现的：

一种环氧丙烯酸树脂改性水性聚氨酯，包括以下原料组分及质量份：

其中，环氧丙烯酸树脂固含量为40％-70％。

优选地，所述环氧丙烯酸树脂采用以下方法制备：

搅拌环氧树脂，控制温度为90-100℃，分段添加原料进行反应：

第一阶段：添加不饱和一元羧酸总质量的10-80％、0.05-0.5％阻聚剂、0.02-0.2％抗氧剂，通入氮氧混合气5-20L/h后，升温至110-125℃；

第二阶段：添加所述不饱和一元羧酸总质量的0.05-0.5％三苯基膦，在30-120min分3-6次投入剩余的不饱和一元羧酸，升温至105-125℃；

20-50min内升温至125-135℃，取样测酸值至基本不变后加入不饱和一元羧酸总质量的110-250％稀释单体冷却出料，得环氧丙烯酸树脂；

其中，所述环氧树脂与所述不饱和一元羧酸摩尔比例为(0.8-1)：(1-1.2)。

优选地，所述环氧树脂为酚醛环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、环氧化烯烃化合物中的一种或其上述任意组合。

优选地，所述不饱和一元羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或两种。

优选地，所述阻聚剂为含量为99％的酚类阻聚剂，更优选地，所述阻聚剂为对苯二酚，对叔丁基邻苯二酚，2,6-二叔丁基对甲基苯酚，4,4'-二经基联苯和双酚A,2，5-二叔丁基对苯二酚、中的一种或或其上述任意组合。