[發明專利]一種POSS/B改性的高硬度丙烯酸-聚氨酯乳液

有效

• 申請號: 201711064318.6
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107698731B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 謝義鵬;許鈞強;康倫國;姚東生
• 申請（專利權）人: 合眾（佛山）化工有限公司;韶關市合眾化工有限公司
• 主分類號: C08G18/67
• 分類號: C08G18/67;C08G18/66;C08G18/42;C08G18/38;C08G18/48;C08G18/12;C09D175/14;C09D5/16;C09D5/08;C09D5/18
• 代理公司: 深圳瑞天謹誠知識產權代理有限公司 44340
• 代理人: 李秀娟

本發明涉及一種POSS/B改性的高硬度丙烯酸?聚氨酯乳液，其制備方法為：采用低聚物多元醇、硼酸衍生物、異氰酸酯單體先合成改性聚氨酯，再加入交聯型丙烯酸單體、六丙烯酸酯基POSS在催化劑作用下醇擴鏈劑合成POSS/B丙烯酸?聚氨酯預聚體，最后通過中和、乳化、胺擴鏈劑等合成所述的POSS/B改性的高硬度丙烯酸?聚氨酯乳液。本發明制得的一種POSS/B改性的高硬度丙烯酸?聚氨酯乳液，具有高硬度和貯存穩定性，制成的涂膜具有優異的附著力、耐磨性、耐水性、耐老化性、耐沾污性、柔韌性、耐腐蝕性和自阻燃性。

技術領域

本發明涉及一種丙烯酸-聚氨酯乳液，尤其涉及到一種POSS/B改性的高硬度丙烯酸-聚氨酯乳液，屬于水性樹脂技術領域。

技術背景

國內外相繼制定了嚴厲的環保法規來限制揮發性有機化合物(VOC)向大氣排放，高性能、環保化已成為涂料發展的方向。聚氨酯樹脂的合成由傳統的溶劑型向水性聚氨酯轉變，水性聚氨酯涂料以水為溶劑，具有無污染、安全可靠、機械性能優良、相容性好、易于改性等優點，以其耐久性和耐化學性而著名，在木器漆領域與汽車涂料領域由于其優異的性能，受到用戶的青睞。

但聚氨酯乳液存在固含量較小、成膜時間長、涂層可燃點低等缺點，專利和文章中存在大量有關改性水性聚氨酯研究與應用的發表。

中國專利CN105461863A公開了一種丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液及其制備方法，利用丙烯酸酯對水性聚氨酯進行改性，得到綜合性能優異的聚氨酯材料，利用丙烯酸酯參與反應將雙鍵引入到聚氨酯主鏈，隨后引發丙烯酸單體的聚合，能夠形成復雜的網狀結構，相比較傳統水性聚氨酯來說，耐水性、耐熱性、力學性能有了明顯的提高。

另一方面，隨著人們生活水平的提高，阻燃建筑涂料、阻燃飾面涂料受到消費者的歡迎。中國專利CN105238245A公開了一種環氧樹脂改性的水性聚氨酯阻燃涂料及其制備方法，通過加入阻燃劑達到涂料阻燃標準，其優點為水性聚氨酯阻燃涂料不僅涂膜硬度高、耐水性好，而且它耐火時間長、發煙量少、阻燃性好、無毒無害。但由于加入阻燃劑聚磷酸銨、三聚氰胺和季戊四醇等小分子、可溶性化合物或有害物，因此存在阻燃劑易游離于涂料表面、阻燃時效短、涂層對人體有害等缺點。

發明內容

本發明旨在提供一種POSS/B改性的高硬度丙烯酸-聚氨酯乳液及其制備方法。

POSS又稱籠型聚倍半硅氧烷，是由Si-O交替連接的硅氧骨架組成的無機內核，其形狀如同一個“籠子”，屬于納米化合物。POSS基團的多樣性、高活性以及較好的聚合物相容性使之既可以通過物理共混又可以通過化學共聚的方法將其引入到聚合物材料中。

POSS改性聚合物能顯著改善聚合物材料的表面光滑性、耐磨性、透明性和柔韌性；利用POSS的八臂結構和具有反應活性的官能團以及高度對稱性，制備的樹脂是一種星形樹枝狀聚合物，獲得更高的交聯密度，提高涂膜的致密性、耐水性和硬度。

本發明所述的POSS/B改性的高硬度丙烯酸-聚氨酯乳液，是在丙烯酸-聚氨酯分子結構上引入硼酸衍生物和六丙烯酸酯基POSS，使得丙烯酸-聚氨酯分子骨架中含有硼氧鍵、硅氧鍵，具有星形樹枝狀結構，有效提高丙烯酸乳液的耐水性、自潔性、耐磨性、耐腐蝕性和阻燃性。

為克服現有技術的缺點和不足，本發明采取以下技術方案，所述的一種POSS/B改性的高硬度丙烯酸-聚氨酯乳液，按重量份數計，其成分為：10.0～20.0份低聚物多元醇、6.0～12.0份硼酸衍生物、30.0～40.0份異氰酸酯單體、5.0～10.0份交聯型丙烯酸單體、5.0～10.0份六丙烯酸酯基POSS、1.0～3.0份催化劑、0.02～0.5份引發劑、2.0～10.0份醇擴鏈劑、2.0～5.0份三乙胺、1.0～3.0份胺擴鏈劑、100.0～180.0份去離子水。