[發(fā)明專利]一種無VOC殼聚糖改性的水性有機(jī)硅聚氨酯-聚丙烯酸酯納米雜化涂料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410240437.2
• 申請(qǐng)日: 2014-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN103980791A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王海花;范潔;費(fèi)貴強(qiáng);沈一丁;蘭靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C09D151/08
• 分類號(hào): C09D151/08;C08F290/06;C08F220/18;C08F220/14;C08G18/12;C08G18/64;C08G18/30;C08J3/24
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種納米雜化涂料及其制備方法，特別涉及一種無VOC殼聚糖改性的水性有機(jī)硅聚氨酯-聚丙烯酸酯納米雜化涂料及其制備方法。

背景技術(shù)

聚氨酯主要由多元醇與多異氰酸酯逐步聚合的方式形成的共聚物，其分子鏈通常由軟段和硬段交替構(gòu)成，軟段一般多由多元醇(聚醚、聚酯等)構(gòu)成，而異氰酸酯和小分子擴(kuò)鏈劑(二胺或二醇)則構(gòu)成硬段。聚氨酯滿足可以通過調(diào)節(jié)聚氨酯分子鏈上軟段和硬段的結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)度和分布，同時(shí)也可以調(diào)節(jié)軟段和硬段相對(duì)比例、改變分子量大小和交聯(lián)程度等方式來提高其性能。

聚氨酯(PU)具有良好的物理機(jī)械性能，且具有耐低溫、粘接強(qiáng)度大、耐溶劑等優(yōu)點(diǎn)，在涂料工業(yè)、膠粘劑等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。但其耐水性不如丙烯酸樹脂(PA)。另一方面，丙烯酸樹脂具有耐老化、耐光不變黃等優(yōu)點(diǎn)，但它存在高溫易發(fā)粘，低溫發(fā)脆等缺點(diǎn)，兩者的特性具有一定的互補(bǔ)性。因此，將兩者通過物理或化學(xué)的方法進(jìn)行復(fù)合，可以發(fā)揮兩者的優(yōu)點(diǎn)克服其缺點(diǎn)，使涂膜的性能得到明顯改善。目前已報(bào)道過多種制備PU/PA復(fù)合乳液的方法，如:(1)共混交聯(lián)法；(2)核-殼乳液聚合法；(3)互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)法等，但其乳膠膜的外觀、耐水性、防沾污性，尤其是硬度仍有待提高。提高乳膠膜中高分子鏈間的交聯(lián)度是提高其硬度、耐水性的有效途徑之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種無VOC殼聚糖改性的水性有機(jī)硅聚氨酯-聚丙烯酸酯納米雜化涂料及其制備方法，改善了涂膜的硬度、強(qiáng)度、耐水性等性能。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種無VOC殼聚糖改性的水性有機(jī)硅聚氨酯-聚丙烯酸酯納米雜化涂料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括殼聚糖改性的水性有機(jī)硅聚氨酯-聚丙烯酸酯微乳液75～150份，潤(rùn)濕劑0.2～1份，流平劑0.1～1份，增稠劑0.5～3份，消泡劑0.1～0.5份和打磨劑1～2份；

所述殼聚糖改性的水性有機(jī)硅聚氨酯-聚丙烯酸酯微乳液通過以下方法制得：

a.首先，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，向干燥反應(yīng)器中加入30～35份惰性乙烯基單體、15～25份聚合物多元醇、0.5～3.5份水溶性殼聚糖、20～25份二異氰酸酯化合物、5～10份陰離子混合親水?dāng)U鏈劑和0～0.35份催化劑，反應(yīng)溫度為70～85℃，反應(yīng)時(shí)間為2～4小時(shí)；

b.然后，加入5～7份含羥基或氨基的親水性乙烯基單體進(jìn)行封端，再加入5～6份含烷氧基的有機(jī)硅偶聯(lián)劑，反應(yīng)0.5～1小時(shí)，再將溫度冷卻至30～50℃，再加入5.7～6.3份的堿類成鹽劑，中和反應(yīng)20～30分鐘，再加入75～260份水，攪拌分散10～20分鐘，再升溫至70～85℃；

c.最后，在溫度為70～85℃的條件下，將引發(fā)劑水溶液在0.5～1小時(shí)內(nèi)均勻滴入到反應(yīng)器中，滴加完畢后，繼續(xù)保溫反應(yīng)2～3小時(shí)，制得殼聚糖改性的水性有機(jī)硅聚氨酯-聚丙烯酸酯微乳液；其中，引發(fā)劑水溶液中引發(fā)劑的質(zhì)量份數(shù)為1.4～2.1份。

一種無VOC殼聚糖改性的水性有機(jī)硅聚氨酯-聚丙烯酸酯納米雜化涂料的制備方法，包括以下步驟：

a.首先，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，向干燥反應(yīng)器中加入30～35份惰性乙烯基單體、15～25份聚合物多元醇、0.5～3.5份水溶性殼聚糖、20～25份二異氰酸酯化合物、5～10份陰離子混合親水?dāng)U鏈劑和0～0.35份催化劑，反應(yīng)溫度為70～85℃，反應(yīng)時(shí)間為2～4小時(shí)；

b.其次，加入5～7份含羥基或氨基的親水性乙烯基單體進(jìn)行封端，再加入5～6份烷氧基的有機(jī)硅偶聯(lián)劑，反應(yīng)0.5～1小時(shí)后將溫度冷卻至30～50℃，再加入5.7～6.3份的堿類成鹽劑，中和反應(yīng)20～30分鐘，再加入75～260份水，攪拌分散10～20分鐘，再升溫至70～85℃；

c.然后，在溫度為70～85℃的條件下，將引發(fā)劑水溶液在0.5～1小時(shí)內(nèi)均勻滴入到反應(yīng)器中，滴加完畢后，繼續(xù)保溫反應(yīng)2～3小時(shí)，制得殼聚糖改性的水性有機(jī)硅聚氨酯-聚丙烯酸酯微乳液；其中，引發(fā)劑水溶液是將1.4～2.1份引發(fā)劑溶于35～45份水中制得；

d.最后，將殼聚糖改性的水性有機(jī)硅聚氨酯-聚丙烯酸酯微乳液85份，潤(rùn)濕劑0.3份，流平劑0.2份，增稠劑0.6份，消泡劑0.2份，打磨劑1.2份混合攪拌，分散到細(xì)度小于3微米，得到無VOC殼聚糖改性的水性有機(jī)硅聚氨酯-聚丙烯酸酯納米雜化涂料。