[发明专利]一种聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯复合乳液及其制备方法

说明书

本发明属于复合乳液技术领域，具体是涉及到一种聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯复合乳液及其制备方法，包括如下重量份组分，聚酯二元醇5‑8份，二异氰酸酯5‑7份，二羟甲基丁酸4‑6份，三羟甲基丙烷4‑6份，甲基丙烯酸甲酯15‑25份，丙烯酸丁酯20‑25份，羟乙基甲基丙烯酸酯3‑5份，三乙胺25‑35份，去离子水20‑25份，六亚甲基二异氰酸酯三聚体1‑2份，本发明的热稳定性好。

技术领域

本发明属于复合乳液技术领域，具体是涉及到一种聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯复合乳液及其制备方法。

背景技术

水性聚氨酯材料由于其优异的性能和环保特点，目前已大量应用于涂料、油墨和胶黏剂等领域，但由于所用原材料异氰酸酯的价格较高，很大程度上限制了其应用。丙烯酸乳液具有较好的耐老化性和保色保光性，同时成本较低，很好的弥补了聚氨酯材料的不足之处。因此，将水性聚氨酯和水性聚丙烯酸酯结合起来，制备水性聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液，可以得到高性价比的产品。近年来，水性聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液(以下简称PUA复合乳液)得到较快发展。目前制备PUA复合乳液的方法主要包括两种：其一将水性聚氨酯和水性聚丙烯酸酯树脂通过“冷拼”制备；其二在水性聚氨酯乳液的基础上，滴加丙烯酸酯单体聚合，制备“核-壳”型复合乳液。以上两种方法制备的PUA复合乳液从本质上来说其主体仍是聚氨酯和聚丙烯酸酯两组分的物理混合体，而仅仅通过物理共混的复合乳液存在相容性的问题，无法最大限度的发挥两个组分的优点。目前的研究重点是如何将聚氨酯和聚丙烯酸酯组分通过化学键的方式结合起来。虽然已有多种方法公开，但是，制得的PUA复合乳液的性能和成本很难兼顾，特别是PUA复合乳液的耐电解质性和储存稳定性存在不足，乳液成膜后的耐水性和力学性能也不能满足应用要求。另一方面，通过对PUA复合乳液树脂的侧链进行功能化改性，可以使所制备的产品得到一些特定的性能，进而满足产品在实际应用中的一些特定需求，但是目前仍不能提供可靠的制备方法，得到稳定性好的乳液。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯复合乳液及其制备方法，热稳定性好。

本发明的内容为一种聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯复合乳液，包括如下重量份组分，聚酯二元醇5-8份，二异氰酸酯5-7份，二羟甲基丁酸4-6份，三羟甲基丙烷4-6份，甲基丙烯酸甲酯15-25份，丙烯酸丁酯20-25份，羟乙基甲基丙烯酸酯3-5份，三乙胺25-35份，去离子水20-25份，六亚甲基二异氰酸酯三聚体1-2份。

优选的，包括如下重量份组分，聚酯二元醇7份，二异氰酸酯6.2份，二羟甲基丁酸5.3份，三羟甲基丙烷5份，甲基丙烯酸甲酯20份，丙烯酸丁酯21份，羟乙基甲基丙烯酸酯4份，三乙胺30份，去离子水22份，六亚甲基二异氰酸酯三聚体1.2份。

优选的，聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯复合乳液中还包括氢氧化钠溶液2-3份，氢氧化钠溶液的浓度为1-2mol/L。

本发明还提供一种聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯复合乳液的制备方法，步骤为，将聚酯二元醇、二异氰酸酯、二羟甲基丁酸、三羟甲基丙烷、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯混合，在70-80℃条件下搅拌反应，得到PU预聚体，在PU预聚体中加入羟乙基甲基丙烯酸酯对PU预聚体进行封端，反应一段时间后，加入三乙胺中和二羟甲基丁酸，反应一段时间后，搅拌并加入氢氧化钠溶液，滴加去离子水，反应一段时间后，滴加六亚甲基二异氰酸酯三聚体，搅拌，反应完毕后，得到聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯复合乳液。

在70-80℃条件下搅拌反应，反应时间为2-3h。在PU预聚体中加入羟乙基甲基丙烯酸酯对PU预聚体进行封端，反应，反应时间为20-30min。加入三乙胺中和二羟甲基丁酸，反应15-20min。滴加去离子水，反应110-120min。滴加六亚甲基二异氰酸酯三聚体，搅拌，反应120-150min。

本发明的有益效果为，本发明的聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯复合乳液具有较好的热稳定性，在高温下仍然具有较好的表现。

具体实施方式