[發明專利]氟硅改性多臂型聚氨酯-羥基丙烯酸酯乳液的制備方法

在審

• 申請號: 201811092208.5
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109293846A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 高旭瑞;惠正權
• 申請（專利權）人: 江蘇三木化工股份有限公司;江蘇三木集團有限公司
• 主分類號: C08F283/00
• 分類號: C08F283/00;C08F220/14;C08G18/34;C08G18/44;C08G18/61;C08G18/67;C08G18/73;C08G18/75;C08G18/79
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 楊海軍

本發明公開了一種氟硅改性多臂型聚氨酯?羥基丙烯酸酯乳液的制備方法，本發明的聚氨酯?丙烯酸酯復合乳液經有機氟和有機硅進行改性后，當乳液固化時，有機氟和有機硅鏈段傾向于固化膜表面聚集取向，而聚氨酯鏈段及丙烯酸酯鏈段朝向內層，可保證該乳液具有聚氨酯樹脂優良的附著力、彈性和韌性的同時又賦予改性聚氨酯?丙烯酸酯涂膜優良的耐水性、耐溶劑性、耐候性和較強的機械性能。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種氟硅改性多臂型聚氨酯-羥基丙烯酸酯乳液的制備方法。

背景技術

近年來，隨著人們環保意識的增強，世界各國都相繼制定出限制揮發性有機物(VOC)排放的法律和最低排放標準，從而迫使傳統的有機溶劑型涂料向環保型水性涂料、粉末涂料及UV固化涂料等方面轉變。其中，水性聚氨酯乳液以其環保、節能、綜合性能好、使用安全方便，清潔生產理念而日益被人們所關注，同時其固化膜具有良好附著力、彈性及韌性而在涂層、膠黏劑、油墨等領域得到了廣泛的應用。然而，水性聚氨酯成膜后存在著耐水性、耐溶劑性差、機械性能不佳等缺點。有機硅由于其獨特的化學結構，具有表面能低、氣體滲透性高、耐高低溫、耐氧化、耐候性好等優異特性。利用有機硅改性水性聚氨酯，得到的材料有較好的疏水性、低溫柔順性及表面富集性等。有機氟在丙烯酸酯的外層，后會遷移至膜表面，因此其疏水、疏油性更好，且有優良的耐沾污性。目前還沒有利用有機硅和有機氟同時對聚氨酯-丙烯酸酯進行改性的方法。

發明內容

發明目的：本發明的目的是針對現有技術的不足，通過大量實驗，利用有機氟和有機硅進行改性制備耐水、耐候、耐溶劑性、高強度多臂型聚氨酯-丙烯酸酯復合乳液。

技術方案，為實現以上目的，本發明采用的技術方案是：

一種氟硅改性多臂型聚氨酯-羥基丙烯酸酯乳液的制備方法，包括以下步驟：

(1)在氮氣氛圍下，將計量的聚酯二元醇、端羥基硅油及催化劑加入到三口燒瓶中，在60～80℃溫度范圍內，攪拌滴加二異氰酸酯三聚體，反應3～5h，反應過程中取樣做紅外譜圖，直至紅外圖譜中2260cm^-1處的-NCO特征吸收峰消失，得到溶液A；

(2)在氮氣氛圍下將二異氰酸酯、多羥基羧酸和催化劑加入到三口燒瓶中，在30～50℃溫度范圍內攪拌反應2～4h，滴定體系的-NCO，當-NCO含量將為原始值一半時，停止反應，得到溶液B；

(3)將步驟(2)得到的溶液B溫度升高至60～80℃，然后將溶液A慢慢滴加到溶液B內，反應4～6h，采用丙酮調節體系的粘度，得到溶液C；

(4)在溶液C中就加入一點阻聚劑，然后將一端帶有羥基或氨基，一端帶有紫外光敏基團的化合物，滴加到溶液C中，保持溫度不變，反應時間2～4h，至紅外圖譜中2260cm^-1處的-NCO特征吸收峰消失，得到溶液D；

(5)將得到的溶液D降低溫度至40～60℃，用滴液漏斗滴加胺中和，然后加入去離子水，攪拌1～1.5h；乳化完成后加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、含氟丙烯酸單體，溶脹一段時間后，將溫度升至70～80℃，緩慢滴加計量的催化劑，滴加完畢繼續保溫反應2～4h，降溫、出料，得到氟硅改性多臂型聚氨酯-羥基丙烯酸酯復合乳液。

作為優選方案，以上所述的氟硅改性多臂型聚氨酯-羥基丙烯酸酯乳液的制備方法，步驟(1)中所述的二異氰酸酯三聚體為己二異氰酸酯(HDI)三聚體、甲苯二異氰酸酯(TDI)三聚體、異佛二酮二異氰酸酯(IPDI)三聚體中的一種或幾種的混合物；

端羥基硅油為端羥甲基硅油、端羥乙基硅油、端羥丙基硅油、端羥丁基硅油中的一種或幾種的混合物，端羥基硅油的分子量在500～2000；

聚酯二元醇為聚碳酸酯二元醇、聚己內酯二元醇、己二酸聚酯二元醇中的一種或幾種的混合物；