[發(fā)明專利]一種超支化水性聚氨酯丙烯酸酯乳液及其制備方法與應(yīng)用在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201511005203.0 | 申請日： | 2015-12-25 |
| 公開（公告）號： | CN105482060A | 公開（公告）日： | 2016-04-13 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 涂偉萍;馮泳檢;戴飛亮 | 申請（專利權(quán)）人： | 華南理工大學(xué) |
| 主分類號： | C08G18/34 | 分類號： | C08G18/34;C08G18/42;C08G18/48;C08G18/66;C08G18/67;C09D175/14;C09D11/102 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 超支 水性 聚氨酯 丙烯酸酯 乳液 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于超支化聚氨酯涂料領(lǐng)域，特別涉及一種超支水性化聚氨酯丙烯 酸酯乳液及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)
水性聚氨酯具備溶劑型聚氨酯的良好綜合性能，如耐磨、耐腐蝕、組分靈 活可調(diào)等特點(diǎn)，又因?yàn)橐运疄榉稚⒔橘|(zhì)，與溶劑型聚氨酯相比，具有價(jià)格低、 使用安全、環(huán)境污染少等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于家具、建筑、印刷、紡織、汽車等 領(lǐng)域。但是在現(xiàn)今的合成方法中，為了解決合成階段的溶解性問題以及在分散 階段調(diào)節(jié)粘度，都使用了一定量的有機(jī)溶劑，這增加了生產(chǎn)成本并污染了環(huán)境。
超支化聚合物有類似于樹枝狀聚合物的結(jié)構(gòu)和性能，具有大量的空腔、支 化點(diǎn)和近似的球形結(jié)構(gòu)，不容易發(fā)生大分子鏈的纏結(jié)，當(dāng)分子量增加或濃度提 高時(shí)，能保持較低的粘度，從而使其具有獨(dú)特的流變性質(zhì)、很好的成模性及極 佳的抗化學(xué)品性、耐久性和力學(xué)性能。將超支化結(jié)構(gòu)引入水性聚氨酯體系中， 能有效降低產(chǎn)物的粘度，使其在分散階段能省去粘度調(diào)節(jié)，大大減少了有機(jī)溶 劑的用量。
當(dāng)超支化水性聚氨酯的分子量超過一定限度時(shí)，其粘度還是會(huì)持續(xù)上升。 為了兼顧體系粘度與分子量的關(guān)系，在超支化聚合物末端引入丙烯酸酯，通過 UV固化的方式有效的提高成膜分子量，避免了固化前的粘度調(diào)節(jié)問題，也賦予 了產(chǎn)物更高的力學(xué)性能、更高效節(jié)能的固化方式。
公開號為CN102504166及公開號為CN102924689的中國專利公開了一種通 過聚氨酯(A2單體)與單氨基多元醇(bBn單體)在低溫反應(yīng)，合成含有一個(gè) 異氰酸酯和多個(gè)羥基的ABn單體，ABn單體在高溫下通過自身的縮合就合成了 超支化水性聚氨酯。該方法合成的產(chǎn)物，親水基團(tuán)包埋在超支化水性聚氨酯的 內(nèi)部，要加入大量的親水?dāng)U鏈劑才能得到穩(wěn)定性的乳液，這不利于乳液成膜后 的耐水性。另外，兩專利產(chǎn)物末端不含反應(yīng)型丙烯酸酯基團(tuán)，其產(chǎn)物成膜后的 力學(xué)性能必然受到限制；而CN102924689合成中使用了大量有機(jī)溶劑，不利于 成本及環(huán)保。公開號為CN104231214的中國專利公開了一種超支化聚氨酯丙烯 酸酯涂料的合成方法，雖然產(chǎn)物末端雙鍵較多且可調(diào)、應(yīng)用性廣，但是結(jié)構(gòu)中 不含親水基團(tuán)，無法分散到水中，不利于安全及環(huán)保。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種超支化 水性聚氨酯丙烯酸酯乳液的制備方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供通過上述制備方法制備得到的超支化水性聚氨 酯丙烯酸酯乳液。
本發(fā)明的再一目的在于提供上述超支化水性聚氨酯丙烯酸酯乳液的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種超支化水性聚氨酯丙烯酸酯乳液的制備方法，包括如下步驟：
(1)真空中，將用于反應(yīng)的低聚物多元醇，升溫，除水，得到除水后的低 聚物多元醇；
(2)常溫常壓下，向用于反應(yīng)的小分子多元醇中加入4A分子篩，密封保 存，得到處理后的小分子多元醇；
(3)以下均按摩爾分?jǐn)?shù)計(jì)，一次性加入30～60份二異氰酸酯、4～10份步 驟(1)獲得的除水后的低聚物多元醇及1～5份步驟(2)獲得的處理后的小分 子多元醇、0.02～0.04份催化劑，攪拌反應(yīng)，合成產(chǎn)物A；
(4)將10～20份親水?dāng)U鏈劑加入到步驟(3)獲得的產(chǎn)物A中，攪拌反應(yīng)， 合成產(chǎn)物B；
(5)在步驟(4)獲得的產(chǎn)物B中，加入7.5～15份羥基丙烯酸酯、0.01～ 0.02份阻聚劑，攪拌反應(yīng)，合成產(chǎn)物C；
(6)在步驟(5)獲得的產(chǎn)物C中加入0.4～1.0份超支化聚酯，攪拌反應(yīng)；
(7)在步驟(6)中加入10～20份三乙胺，中和產(chǎn)物，攪拌反應(yīng)；
(8)向步驟(7)中緩慢的加入蒸餾水，高速攪拌，制得超支化水性聚氨 酯丙烯酸酯乳液；
(9)室溫下，按摩爾分?jǐn)?shù)計(jì)，在步驟(8)中加入1～4份光引發(fā)劑，攪拌 均勻，得UV固化、超支化水性聚氨酯丙烯酸酯乳液。
步驟(1)中所述的升溫為升溫至120～130℃；所述的除水的時(shí)間為2～3h；
步驟(1)中所述的低聚物多元醇可以為聚丙二醇(500、1000、2000)、聚 四氫呋喃(1000、2000)和聚乙二醇(1000、2000)中的一種或多種；
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