[發明專利]一種環氧丙烯酸樹脂改性水性聚氨酯及其制備方法

在審

• 申請號: 201811240593.3
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109608611A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 戴家兵;閆成成;李維虎;趙曦;汪飛;朱保凌
• 申請（專利權）人: 合肥科天水性科技有限責任公司;蘭州科天水性高分子材料有限公司
• 主分類號: C08G18/75
• 分類號: C08G18/75;C08G18/76;C08G18/73;C08G18/67;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/10;C08G18/12;C08G18/32;C08G18/34
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 王華英

本發明提供一種環氧丙烯酸樹脂改性水性聚氨酯及其制備方法，所述環氧丙烯酸樹脂改性水性聚氨酯包括以下原料組分及重量份：環氧丙烯酸樹脂3?20份、二異氰酸酯20?70份、低聚物二元醇80?100份、親水擴鏈劑3?10份、非親水擴鏈劑1?8份、催化劑0.1?3份、中和劑2?8份、引發劑3?15份，其中，環氧丙烯酸樹脂固含量為40％?70％。其避免了傳統環氧樹脂改性水性聚氨酯中由于環氧基的存在而發生的一系列副反應，導致乳液穩定性差，反應重現性低的缺點。

技術領域

本發明涉及水性聚氨酯合成技術領域，具體涉及一種環氧丙烯酸樹脂改性水性聚氨酯及其制備方法。

背景技術

水性聚氨酯由于其具有良好的環保性和優異的性能被廣受青睞，但是均一的聚氨酯乳液在性能上還對其綜合性能，如機械強度、耐水性和耐化學性、附著力以及粘結性能等進行改善，以滿足使用。已知使用環氧樹脂改性水性聚氨酯，如中國專利(專利申請號：201110251188.3)采用環氧樹脂改性水性聚氨酯，此方法得到的水性聚氨酯具有良好的機械強度、耐水性和耐化學性。然而，該方法的缺陷是環氧樹脂上的環氧基團會在三乙胺的催化下開環，形成交聯物而沉淀，同時異氰酸酯基也會與環氧基團發生反應生成唑酮結構，從而造成乳液的穩定性變差。

當前，雖然研究人員使用一些改性手段解決了現有基于環氧樹脂改性的水性聚氨酯儲存穩定性和粘接性差的問題。然而，由于制備過程中與胺發生競爭反應，且體系受溫度影響大，反應的重現性仍較差。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種環氧丙烯酸樹脂改性水性聚氨酯及其制備方法，用于克服現有技術中現有環氧樹脂改性水性聚氨酯中乳液穩定性差，重現性低的缺陷，同時VOC(有機揮發成分)含量低，所獲得產品具有平均力學拉伸強度45Mpa、-10～120℃穩定放置、恒溫恒濕耐水解在24h以上的優異性能。

為了實現以上目的及其他目的，本發明是通過包括以下技術方案實現的：

一種環氧丙烯酸樹脂改性水性聚氨酯，包括以下原料組分及質量份：

其中，環氧丙烯酸樹脂固含量為40％-70％。

優選地，所述環氧丙烯酸樹脂采用以下方法制備：

攪拌環氧樹脂，控制溫度為90-100℃，分段添加原料進行反應：

第一階段：添加不飽和一元羧酸總質量的10-80％、0.05-0.5％阻聚劑、0.02-0.2％抗氧劑，通入氮氧混合氣5-20L/h后，升溫至110-125℃；

第二階段：添加所述不飽和一元羧酸總質量的0.05-0.5％三苯基膦，在30-120min分3-6次投入剩余的不飽和一元羧酸，升溫至105-125℃；

20-50min內升溫至125-135℃，取樣測酸值至基本不變后加入不飽和一元羧酸總質量的110-250％稀釋單體冷卻出料，得環氧丙烯酸樹脂；

其中，所述環氧樹脂與所述不飽和一元羧酸摩爾比例為(0.8-1)：(1-1.2)。

優選地，所述環氧樹脂為酚醛環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、多酚型縮水甘油醚環氧樹脂、脂肪族縮水甘油醚環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂、環氧化烯烴化合物中的一種或其上述任意組合。

優選地，所述不飽和一元羧酸為丙烯酸、甲基丙烯酸中的一種或兩種。

優選地，所述阻聚劑為含量為99％的酚類阻聚劑，更優選地，所述阻聚劑為對苯二酚，對叔丁基鄰苯二酚，2,6-二叔丁基對甲基苯酚，4,4'-二經基聯苯和雙酚A,2，5-二叔丁基對苯二酚、中的一種或或其上述任意組合。