[发明专利]一种丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制备方法

说明书

本发明公开了一种丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制备方法，具体涉及水性聚氨酯改性领域，包括以下步骤：S1：选取聚酯多元醇4～10份、二异氰酸酯5～13份、丙烯酸酯单体16～28份、扩链剂2～6份、引发剂0.4～1.2份、中和剂0.5～1份和去离子水45～90份；S2：将聚酯多元醇加入反应釜中，在80～90℃下真空搅拌溶解2h，绝对压力小于100Pa，随后解除真空，边搅拌边向反应釜中滴加二异氰酸酯，抽真空搅拌除水1h以上，直到含水量不超过500ppm。本发明利用水性聚氨酯以水为分散介质，不含有机溶剂，不燃无毒不污染环境，易运输保存，使用方便且软硬度可调，耐低温耐磨型好以及粘附性强，同时利用丙烯酸乳液具有较好的耐水性耐候性，从而形成互补。

技术领域

本发明涉及水性聚氨酯改性技术领域，更具体地说，本发明涉及一种丙烯酸酯 改性水性聚氨酯的制备方法。

背景技术

传统涂料在制造过程和施工应用过程中均有大量的有毒有害废气、废水的排放，对环境造成污染，特别是溶剂型涂料，施工过程中有以上的挥发性有机化合物 排放到大气中，成为大气污染的主要源头，对人类健康造成极大的威胁。低VOC 甚至零VOC无毒、无污染的新材料得到认可和发展。水性涂料、粉末涂料、高固 体份涂料以及辐射固化涂料是今后涂料发展的四大方向。其中，水性涂料是未 来涂料的主力军，目前占世界涂料总量的10％左右，发展潜力很大。

水性聚氨酯以水为分散介质，不含有机溶剂，不燃无毒不污染环境，易运输保 存，使用方便且软硬度可调，耐低温耐磨型好以及粘附性强，但它存在耐水性 差耐高温性能不佳、固含量低等缺点。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种丙烯酸酯改性水 性聚氨酯的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种丙烯酸酯改性水性聚氨 酯的制备方法，包括以下步骤：

S1：选取聚酯多元醇4～10份、二异氰酸酯5～13份、丙烯酸酯单体16～ 28份、扩链剂2～6份、引发剂0.4～1.2份、中和剂0.5～1份和去离子水45～ 90份；

S2：将聚酯多元醇加入反应釜中，在80～90℃下真空搅拌溶解2h，绝对 压力小于100Pa，随后解除真空，边搅拌边向反应釜中滴加二异氰酸酯，其中二 异氰酸酯与聚酯多元醇的摩尔比为2～4:1，在120～130℃的氮气条件下，并 抽真空搅拌除水1h以上，直到含水量不超过500ppm，得到聚氨酯预聚体I；

S3：向S2中得到的聚氨酯预聚体I中加入扩链剂和丙烯酸酯单体，继续反 应2～3h；并检测NCO达到理论值后，降温到室温，反应结束后得到含亲水基团 的聚氨酯预聚体II；

S4：把S3得到的聚氨酯预聚物II降温到20～40℃以下，向反应容器中 加入引发剂和中和剂，搅拌10～30min，至反应体系pH＝7.5～9.5；同时边搅 拌边滴加去离子水进行乳化，搅拌时间控制在0.5～1h，得到聚氨酯丙烯酸齐聚 物乳液；

S5：将引发剂溶解在去离子水中，然后将其加入到S3得到的乳液中，升温 到70～90℃，并在N2保护下反应2～4h，即可得到丙烯酸酯改性的水性聚氨 酯材料。

进一步的，所述聚酯多元醇为乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基 丙烷、季戊四醇、1,4-丁二醇等)与二元酸(苯二甲酸、己二酸、卤代苯二甲 酸等)或酸酐(苯二甲酸酐等)聚合而成的聚酯多元醇。

进一步的，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二异氰酸 酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、环戊二异氰酸酯或氢化苯基 甲烷二异氰酸酯中的一种。

进一步的，所述丙烯酸酯单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯 酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、 丙烯酸、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸丁酯中的一种 或多种。