[發(fā)明專利]一種聚氨酯環(huán)氧樹脂丙烯酸酯三元共聚樹脂納米水分散液的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410503030.4
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104211878A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方華高;丁運(yùn)生;楊善中;徐佩;魏海兵
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08F291/12
• 分類號: C08F291/12;C08G18/83;C08J3/03
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 何梅生

1.一種聚氨酯環(huán)氧樹脂丙烯酸酯三元共聚樹脂納米水分散液的制備方法，其特征在于按如下步驟進(jìn)行：

a、聚氨酯大分子單體的制備

先由多異氰酸酯類單體和多元醇類單體在催化劑作用下通過聚加成反應(yīng)制得端基為-NCO的預(yù)聚體，再用含羥基的丙烯酸酯單體部分或全部封端，獲得聚氨酯大分子單體；

所述的多異氰酸酯類單體為芳香族二異氰酸酯或脂肪族二異氰酸酯；所述多元醇類單體為聚醚多元醇、聚酯多元醇或小分子多元醇；

b、按重量配比稱取各原料：

其中各原料的重量百分比之和為100％；

c、聚氨酯環(huán)氧樹脂丙烯酸酯三元共聚樹脂的制備

將雙酚A環(huán)氧樹脂和醇類或醇醚類溶劑加入到裝有聚氨酯大分子單體的反應(yīng)釜中，通氮?dú)?0分鐘，邊攪拌邊升溫至90-120℃，然后逐滴加入丙烯酸類單體、丙烯酸酯類單體和過氧類自由基引發(fā)劑的混合物，滴加時(shí)間2-5小時(shí)，滴加完成后再繼續(xù)保溫反應(yīng)1-5小時(shí)，制得聚氨酯環(huán)氧樹脂丙烯酸酯三元共聚樹脂；

d、聚氨酯環(huán)氧樹脂丙烯酸酯三元共聚樹脂納米水分散液的制備

在40-60℃條件下，在步驟c制得的聚氨酯環(huán)氧樹脂丙烯酸酯三元共聚樹脂中加入中和劑，中和反應(yīng)0.5-1小時(shí)，加水分散，出料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯環(huán)氧樹脂丙烯酸酯三元共聚樹脂納米水分散液的制備方法，其特征在于：

步驟a中所述多異氰酸酯類單體為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯和六亞甲基二異氰酸酯中的一種或幾種；

步驟a中所述多元醇類單體為聚醚二元醇、聚酯二元醇、聚己內(nèi)酯二元醇和聚碳酸酯二元醇中的一種或幾種；

步驟a中所述含羥基的丙烯酸酯單體為丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯或甲基丙烯酸羥丁酯中的一種或幾種；

步驟a中所述的催化劑為二丁基二月桂酸錫。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚氨酯環(huán)氧樹脂丙烯酸酯三元共聚樹脂納米水分散液的制備方法，其特征在于：步驟a中所述多異氰酸酯類單體和所述多元醇類單體的用量根據(jù)所需聚氨酯大分子單體的分子量大小而定，且保持-NCO基過量，以生成端基為-NCO的預(yù)聚物，多異氰酸酯類單體中-NCO基和多元醇類單體中-OH基的摩爾比值為1.2-2.5：1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚氨酯環(huán)氧樹脂丙烯酸酯三元共聚樹脂納米水分散液的制備方法，其特征在于：步驟a中加入含羥基的丙烯酸酯單體對端基為-NCO的預(yù)聚體部分或全部封端，含羥基的丙烯酸酯單體與端基為-NCO的預(yù)聚體的摩爾比為0.3-1：1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚氨酯環(huán)氧樹脂丙烯酸酯三元共聚樹脂納米水分散液的制備方法，其特征在于：步驟a中所述催化劑用量占多異氰酸酯類單體和多元醇類單體質(zhì)量之和的0.01-0.3％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚氨酯環(huán)氧樹脂丙烯酸酯三元共聚樹脂納米水分散液的制備方法，其特征在于：步驟a中為使所述的聚氨脂大分子單體具有一定的水可分散性，在由多異氰酸酯類單體和多元醇類單體通過聚加成反應(yīng)制得端基為-NCO的預(yù)聚體的過程中加入含親水基團(tuán)的多元醇，所述含親水基團(tuán)的多元醇為二羥甲基丙酸或二羥甲基丁酸，所述含親水基團(tuán)的多元醇的質(zhì)量為聚氨脂大分子單體質(zhì)量的0.5-3％。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚氨酯環(huán)氧樹脂丙烯酸酯三元共聚樹脂納米水分散液的制備方法，其特征在于：步驟a聚氨酯大分子單體的制備的具體過程為：

將多元醇類單體加入裝有攪拌器和回流冷凝器的反應(yīng)釜中，在真空條件下脫水處理1小時(shí)，再向其中加入含親水基團(tuán)的多元醇，置換氮?dú)?0分鐘，升溫到75-85℃，然后加入多異氰酸酯類單體和催化劑，反應(yīng)3小時(shí)后，制得端基為-NCO的預(yù)聚體，降溫至65℃，再加入含羥基的丙烯酸酯單體反應(yīng)1小時(shí)，即得聚氨酯大分子單體。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備聚氨酯環(huán)氧樹脂丙烯酸酯三元共聚樹脂納米水分散液的方法，其特征在于：步驟b中所述的雙酚A環(huán)氧樹脂選自E51型環(huán)氧樹脂、E44型環(huán)氧樹脂、E20型環(huán)氧樹脂和E12型環(huán)氧樹脂的一種或幾種；

步驟b中所述的丙烯酸類單體選自丙烯酸或甲基丙烯酸；

步驟b中所述的丙烯酸酯類單體選自丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯、甲基丙烯酸羥丁酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯中的一種或幾種；

步驟b中所述的醇類或醇醚類溶劑選自正丁醇，仲丁醇、異丁醇、正辛醇、仲辛醇、異辛醇、苯甲醇、苯乙醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚的一種或幾種；

步驟b中所述的過氧類自由基引發(fā)劑是過氧化苯甲酰；

步驟b中所述的中和劑是氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂、氨水、三乙胺、二甲基乙醇胺的一種或幾種。