[發明專利]自分散聚氨酯丙烯酸酯水性共聚物和制備方法及其制成的水乳液

有效

• 申請號: 201510043736.1
• 申請日: 2015-01-28
• 公開（公告）號: CN104629060B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 劉偉區;王紅蕾
• 申請（專利權）人: 中科院廣州化學有限公司
• 主分類號: C08G81/02
• 分類號: C08G81/02;C08G18/48;C08G18/10;C08F220/18;C08F220/06;C08F220/28;C09D187/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 張燕玲

1.一種自分散聚氨酯丙烯酸酯水性共聚物，其特征在于：該共聚物具有如下式所示的結構：

其中，R₁表示H或CH₃，R₂表示中的一種，x為1～10之間的自然數，y為5～30之間的自然數，z為1～20之間的自然數，a為1～4之間的自然數，m為5～200之間的自然數，n為1～18之間的自然數。

2.根據權利要求1所述的一種自分散聚氨酯丙烯酸酯水性共聚物的制備方法，其特征在于包括以下操作步驟：

(1)聚氨酯預聚物的制備：將除水的100重量份聚醚二元醇，升溫至50～65℃，加入12～50重量份二異氰酸酯，攪拌混合均勻，升溫至70～80℃，反應3～7h后即得到聚氨酯預聚物；

(2)聚丙烯酸酯預聚物溶液的制備：將60～90重量份的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，5～10重量份的丙烯酸羥基酯或甲基丙烯酸羥基酯，5～30重量份的丙烯酸或甲基丙烯酸，100重量份溶劑，2～3重量份的引發劑，攪拌混合均勻，在80～100℃下反應10～15h后，制得聚丙烯酸酯預聚物溶液；

(3)聚氨酯丙烯酸酯水性共聚物的制備：將20～40重量份的聚氨酯預聚物，攪拌升溫至40℃，加入80～120重量份的聚丙烯酸酯預聚物溶液和0.01～0.10重量份的催化劑，攪拌混合均勻后升溫至60～70℃，反應2～7小時后得到聚氨酯丙烯酸酯水性聚合物溶液；使用旋轉蒸發器除去聚氨酯丙烯酸酯水性聚合物溶液中的有機溶劑，得到自分散聚氨酯丙烯酸酯水性共聚物。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述的聚醚二元醇的分子量為300～10000。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述的二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、萘二異氰酸酯、甲基環己基二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯中的一種或一種以上。

5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟(2)中所述的丙烯酸烷基酯為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸芐酯中的一種以上；

所述的甲基丙烯酸烷基酯為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸芐酯中的一種以上。

6.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟(2)中所述的丙烯酸羥基酯為丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸4-羥基丁酯中的一種以上；

所述的甲基丙烯酸羥基酯為甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸4-羥基丁酯中的一種以上；

所述的引發劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異戊腈、偶氮二異庚腈和偶氮二環己基甲腈中的一種以上；

所述的溶劑為甲苯、二甲苯、二氧六環、環己酮和乙二醇單甲醚中的一種以上。

7.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟(3)中所述的催化劑為有機叔胺類及有機金屬化合物；步驟(1)、(2)和(3)是在通氮氣的環境下攪拌進行。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于：所述的催化劑為四甲基丁二胺、二甲基環己胺、五甲基二乙烯三胺、二丁基二月桂酸錫、辛酸鉛中的一種以上。

9.一種由權利要求1所述的自分散聚氨酯丙烯酸酯水性共聚物制備而成的自分散聚氨酯丙烯酸酯水乳液。

10.根據權利要求9所述的自分散聚氨酯丙烯酸酯水乳液的制備方法，其特征在于包括以下操作步驟：將自分散聚氨酯丙烯酸酯水性共聚物，在常溫下以1500r/min的轉速攪拌分散的條件下，加入三乙胺中和至中性，然后加入去離子水后再以1500r/min的轉速攪拌分散15min，得到自分散聚氨酯丙烯酸酯水乳液。