[发明专利]有机硅改性的水性聚氨酯-丙烯酸酯复合涂层剂及其制备方法

摘要

本发明属化工技术领域，具体涉及一种有机硅改性的水性聚氨酯-丙烯酸酯复合涂层剂及其制备方法，该方法是采用端羟基硅油和聚氧乙烯基醚进行羟基缩合反应，制得一种含聚氧乙烯基醚的羟基硅油树脂，再通过化学键接的方法将之引入到异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体中，再通过自乳化法制备有机硅改性的水性聚氨酯-丙烯酸酯分散体，最后制成一种有机硅改性的水性聚氨酯-丙烯酸酯复合涂层剂，该方法较好地解决了有机硅-聚氨酯-丙烯酸酯三组分之间的相容性差及其水性复合涂层力学性能不好的难题。本发明的制备方法具有简单工艺方便、产品质量高、投入产出比高等优点，本发明的涂层剂的相容性好和力学性能优异，是新一代绿色环保高性能化工产品。

主权项

一种有机硅改性的水性聚氨酯‑丙烯酸酯复合涂层剂的制备方法，具体步骤如下：(1) 将100重量份的羟基硅油、60~120重量份的端羟基聚氧乙烯基醚、120~200重量份的丁酮、120~200重量份的环己酮、1~5重量份的对甲苯磺酸，搅拌均匀溶解，并升温至60~70℃反应2~3小时，得到一种含聚氧乙烯基醚的羟基硅油溶液；(2) 取步骤(1)得到的100重量份的含聚氧乙烯基醚的羟基硅油溶液溶解于80~120重量份丁酮和80~120重量份的环己酮的混合溶剂中，加热至70~80℃；将40~60重量份的丙烯酸丁酯、80~90重量份的甲基丙烯酸甲酯、5~10重量份的含羟基丙烯酸酯和5~10重量份的功能单体混合，并加入0.5~1.5重量份的引发剂，充分溶解后，缓慢滴加入上述含聚氧乙烯基醚的羟基硅油溶液中，控制滴加时间为2~3小时，加完后再于80~90℃保温1~2小时，得到一种含聚氧乙烯基醚的有机硅‑丙烯酸酯树脂溶液；(3) 将二异氰酸酯、聚酯多元醇、2,2’‑二羟甲基丙酸、催化剂以及丙酮以100：300～400：15～45：0.05～5：300～500重量比混合均匀，升温反应一定时间，使反应趋于完成，即得到异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物；(4) 将步骤(3)得到的异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物、步骤(2)得到的含聚氧乙烯基醚的有机硅‑丙烯酸酯树脂溶液、催化剂以及丙酮，按以重量比100：20～50：0.5～2：50～200搅拌混合均匀，温度控制在55‑65℃，反应持续4～12小时，温度降低至45～55℃，再加入0.5～5重量份的三乙胺，反应15～60分钟；量取200～500重量份的去离子水，缓慢滴加入到上述混合物中，保持整个滴加时间为30～60分钟，温度为45～50℃；滴加完毕后，温度为35℃，再继续反应15~45分钟，真空抽滤除去丙酮、丁酮和环己酮等有机溶剂后，得到有机硅改性的水性聚氨酯‑丙烯酸酯分散体；(5) 将步骤(4)得到的有机硅改性的水性聚氨酯‑丙烯酸酯分散体、水、填料、有机锡类催化剂按重量比55～79.5: 10～15: 10～25: 0.5～5.5混合均匀，用氨水调节体系pH值为8～10后，加入混合物重量1～10%的交联剂，充分搅拌后即获得一种有机硅改性的水性聚氨酯‑丙烯酸酯复合涂层剂。