[发明专利]一种无氟氨基甲酸酯防水乳液及其制备和应用

权利要求书

1.一种无氟氨基甲酸酯防水乳液，其特征在于，其原料按重量百分计包括：多元醇16-24％(优选19.5-23.5％)、催化剂0.07-0.09％(优选0.08-0.09％)、异氰酸酯和/或多异氰酸酯4-6％(优选4.5-6％)、表面活性剂1-2％(优选1.2-1.8％)、封端剂1-2％(优选1.4-1.6％)、疏水单体2-4％(优选2.6-3.4％)、引发剂0.015-0.03％(优选0.02-0.03％)、余量为水。

2.根据权利要求1所述的防水乳液，其特征在于，所述多元醇为山梨糖醇酐脂肪酸酯；

山梨醇酐脂肪酸酯优选选自脂肪酸单取代、二取代或三取代醇羟基得到的山梨醇酐脂肪酸酯中的任意一种或二种以上混合物；所述的山梨醇酐脂肪酸酯是由，脱水的山梨糖醇与含有具有7至21个碳的链状烃基基团的脂肪酸通过酯化反应生成；

所述引发剂选用无机过氧化物(例如过硫酸钾、过硫酸铵和过氧化苯甲酰中的一种或二种以上)或偶氮化合物(例如2,2-偶氮二异丁腈(AIBN)、4,4-偶氮双(4-氰基戊酸)和偶氮二甲酰胺中的一种或二种以上)中的任意一种或二种以上。

3.根据权利要求1所述的防水乳液，其特征在于，所述表面活性剂为非离子表面活性剂与阳离子表面活性剂混合物，优选为脂肪醇聚氧乙烯醚或聚乙二醇三甲基壬基醚中的一种或二种以上与十六烷基三甲基溴化铵的混合物，它们的混合质量比例(非离子表面活性剂：阳离子表面活性剂)为1:1-1:3。

4.根据权利要求1所述的防水乳液，其特征在于，所述封端剂为丙烯酸-2羟基乙酯、4-羟基丁基丙烯酸酯，羟乙基丙烯酸酯中的任意一种；

所述疏水单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯中的任意一种或二种以上；

所述催化剂为异辛酸锌、异辛酸锡、异辛酸铋中的任意一种或二种以上。

5.一种权利要求1-4任一项所述的防水乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将所述多元醇进行回流除水后和干燥处理的丙酮进行预混合，氮气保护下，加热并且搅拌均匀，得到醇溶液混合物；

步骤2、将所述异氰酸酯和/或多异氰酸酯添加到步骤1的醇类混合物中，添加与多元醇质量比为1:1-1:1.5的溶剂降低体系粘度混合，继续保持氮气氛围，升到反应温度后再添加催化剂，搅拌反应，待-NCO含量达到3-3.5％后降温，得到氨基甲酸酯预聚体；

步骤3、将所述封端剂添加到预聚体中反应，待-NCO含量小于0.1-0.3％后降温，再将所述疏水单体添加到上述的溶液中，继续混合搅拌30-40min；

步骤4、将表面活性剂溶于水中，将含有表面活性剂的水溶液添加到步骤3的溶液中，同时在300-500Kpa表压条件下高速分散均匀，得到水性聚氨酯粗乳液；

步骤5、将引发剂添加到步骤4的粗乳液中，升高温度反应，反应结束后继续在300-500Kpa表压条件下高速分散均匀，然后进行减压蒸馏除去多余的溶剂以及丙酮，冷却后得到水性聚氨酯乳液。

6.根据权利要求5所述的防水乳液的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述多元醇原料回流除水温度控制在105-110℃，回流时间为2-3h，回流结束后通氮气(氮气流速为20-25mL/min)吹扫0.1-0.3h；所述使用的丙酮在分子筛中静置24-36h除水处理；两者混合温度控制在45-55℃，混合搅拌时间为0.2-0.5h，转速为300-450r/min。

7.根据权利要求5所述的防水乳液的制备方法，其特征在于，步骤2中，添加异氰酸酯和/或多异氰酸酯时间为2-5s，并且体系始终保持氮气氛围，所述反应温度控制在80-90℃，混合搅拌时间为0.5-1h，反应时间为2-3h，转速为400-500r/min；降温温度控制在70-75℃，转速为300-450r/min；溶剂为乙酸丁酯、乙酸乙酯，丁酮以及丙酮中的一种或二种以上。