[發明專利]一種自修復水性聚氨酯-聚丙烯酸乳液及制備方法

在審

• 申請號: 202011392021.4
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112409547A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 胡先海;章旭;徐艷;李錫良
• 申請（專利權）人: 合肥小陀螺新材料科技有限公司
• 主分類號: C08F283/00
• 分類號: C08F283/00;C08F220/06;C08F220/10;C08F220/14;C08F212/08;C09D151/08
• 代理公司: 合肥昊晟德專利代理事務所(普通合伙) 34153
• 代理人: 王瑞

本發明公開一種自修復水性聚氨酯?聚丙烯酸乳液及制備方法，首先合成含雙硫鍵和酰腙鍵聚氨酯預聚體，利用羥基丙烯酸封端制得帶有雙鍵聚氨酯預聚體，再與丙烯酸類進行自由基共聚合最后成鹽乳化制得含雙硫鍵水性聚氨酯?聚丙烯酸乳液；本發明利用雙硫鍵和酰腙鍵的可逆反應的化學鍵以及聚氨酯?聚丙烯酸自身的氫鍵作用實現損傷的修復，具有自我修復力強，自行愈合裂縫和有破損的涂層，并且可以無限次進行。

技術領域

本發明涉及自修復高分子技術領域，具體涉及一種自修復水性聚氨酯-聚丙烯酸乳液及制備方法。

背景技術

水性聚氨酯(WPU)是指聚氨酯樹脂溶解或分散于水中而形成，具有毒性小、不易燃燒、不污染環境等優點，在使用過程中，因摩擦、碰撞和彎曲造成的機械損傷，會破壞材料美觀、影響材料性能，最終縮短材料使用壽命。

聚丙烯酸酯材料具有耐候、耐水性、耐污染、耐酸、耐堿、透明性好等性能，且生產成本較低，但是也存在著低溫易變脆、高溫變黏、耐溶劑性差、抗拉伸性能不佳等缺點。

水性聚氨酯-聚丙烯酸樹脂具有聚氨酯和聚丙烯酸酯材料的諸多優點，但仍容易產生微裂紋等微損傷和宏觀損傷，從而影響材料性能。

鑒于上述缺陷，本發明創作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本發明。

發明內容

為解決上述技術缺陷，本發明采用的技術方案在于，提供一種自修復聚氨酯-聚丙烯酸樹脂的制備方法，原料以質量份計，包括步驟：

S1，將60～120份聚合物多元醇加熱至100℃～130℃，真空脫水1h～2h；

S2，對步驟S1中所得溶液進行氮氣保護，并降溫至60℃～90℃，加入30～60份多異氰酸酯和0.01～0.03份催化劑，反應1h～3h，加入30～60份的有機溶劑調節黏度；

S3，向步驟S2中所得溶液加入5～10份親水擴鏈劑，50℃～90℃下反應1h～3h；

S4，向步驟S3中所得溶液加入5～15份雙硫鍵化合物和5～10份酰腙鍵化合物，40℃～90℃下反應1h～3h；

S5，向步驟S4中所得溶液加入0.5～1.0份封端劑，80℃～90℃下反應2h～4h；

S6，向步驟S5中所得溶液加入40～70份丙烯酸類單體，分批加入引發劑，每次間隔10min～20min，待加入總量為0.01～0.02份的所述引發劑滴加完畢后，在70℃～80℃反應5h～6h；

S7，將步驟S6中所得溶液降溫至30℃～50℃，加入10～15份成鹽劑反應10min～30min；

S8，將步驟S7中所得溶液降溫至30℃～50℃，加入200～400份去離子水高速分散10min～30min；

S9，將步驟S8中所得溶液真空度脫溶劑制得自修復水性聚氨酯-聚丙烯酸乳液。

較佳的，所述聚合物多元醇為聚醚多元醇、聚酯多元醇中一種或兩種。

較佳的，所述多異氰酸酯為芳香族多異氰酸酯、脂肪族多異氰酸酯、脂環族多異氰酸酯中的一種；所述催化劑為有機錫類、叔胺類中的一種或兩種。

較佳的，所述有機溶劑為丙酮、丁酮、甲乙酮、二氧六環、N，N-二甲基酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯中的一種或兩種以上的混合物。

較佳的，所述雙硫鍵化合物為4，4′-二氨基二苯硫醚、3，3′-二羥基二苯二硫醚、4，4′-二羥基二苯硫醚、2-氨基二苯硫醚、2，2′-二硫二乙醇、二羥乙基二乙基二硫化秋蘭姆中的一種或兩種；所述酰腙鍵化合物為醌肟腙和氟吡草腙一種或兩種。