[發(fā)明專(zhuān)利]一種丙烯酸酯改性的水性聚氨酯乳液及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310321702.9
• 申請(qǐng)日: 2023-03-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116396439A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 倪伶俐;李浩揚(yáng);李桂軍;張峰;馮會(huì)生;甄雷雷
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇華緣高科股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08F283/00
• 分類(lèi)號(hào): C08F283/00;C08G18/12;C08G18/32;C08F220/28
• 代理公司: 淮安市科文知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 32223
• 代理人: 廖娜

本發(fā)明涉及水性聚氨酯技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種丙烯酸酯改性的水性聚氨酯乳液及其制備方法，該丙烯酸酯改性的水性聚氨酯乳液包括以下重量百分比的原料：二異氰酸酯20%?30%、低聚二元醇15%?20%、羧酸類(lèi)親水?dāng)U鏈劑3%?12%、聚乙二醇（甲基）丙烯酸酯低聚物10%?30%、烯基改性的三嗪類(lèi)小分子多元胺3%?10%、有機(jī)鉍催化劑0%?1%、余量為水。本發(fā)明制備的丙烯酸酯改性的水性聚氨酯乳液在避免了丙酮等傳統(tǒng)有機(jī)溶劑使用的同時(shí)，具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、耐水解、耐磨損和黏合強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。另外因?yàn)樽枞夹阅軆?yōu)異的三嗪官能團(tuán)的引入，制備的樹(shù)脂還具有一定的阻燃性能，使得產(chǎn)品具有廣闊的市場(chǎng)前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水性聚氨酯技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種丙烯酸酯改性的水性聚氨酯乳液及其制備方法。

背景技術(shù)

聚氨酯材料具有耐低溫性能優(yōu)、柔韌性好、附著力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于交通、建筑、航空、紡織、醫(yī)藥等行業(yè)。但是聚氨酯材料合成時(shí)一般需要N,N-二甲基甲酰胺（DMF）等有機(jī)物做溶劑，導(dǎo)致產(chǎn)品中常含有有機(jī)揮發(fā)物質(zhì)，不但氣味大，而且污染環(huán)境，長(zhǎng)期在這類(lèi)環(huán)境中工作會(huì)嚴(yán)重傷害人們的身體。同時(shí)，這些含有有機(jī)溶劑的聚氨酯還易爆易燃，難以?xún)?chǔ)存等問(wèn)題。

近年來(lái)，水性聚氨酯乳液以安全、易儲(chǔ)存、使用方便、成本低等特點(diǎn)，而受到聚氨酯行業(yè)的廣泛關(guān)注。其以水為分散介質(zhì)來(lái)代替有機(jī)溶劑，聚氨酯以粒子的形式分散于連續(xù)的水相中。水性聚氨酯材料保持了溶劑型聚氨酯的耐低溫、柔韌性、耐堿性等性能優(yōu)點(diǎn)，但其耐高溫性能不佳、耐水性差等缺陷。同時(shí)，水性聚氨酯乳液也存在著成膜速度慢、對(duì)非極性基材潤(rùn)濕性差等缺點(diǎn)，亟需改進(jìn)。

聚丙烯酸酯具有較好的耐水性、耐溫性、耐候性、耐磨性等優(yōu)點(diǎn)。研究表明，用聚丙烯酸酯對(duì)水性聚氨酯進(jìn)行改性，可以有效提升水性聚氨酯材料的耐磨性、耐溫性、耐水性等性能。中國(guó)專(zhuān)利CN109438626A報(bào)道了一種丙烯酸酯改性水性聚氨酯復(fù)合分散體的制備方法，利用分步加入(甲基)丙烯酸酯單體的方法，并通過(guò)無(wú)溶劑原位合成法制備互穿網(wǎng)絡(luò)型單組份丙烯酸酯改性水性聚氨酯分散體。相比傳統(tǒng)的丙烯酸改性水性聚氨酯分散體，該發(fā)明得到的復(fù)合分散體中丙烯酸酯含量較高，穩(wěn)定性較好，成膜速度快，成膜后耐水、耐溶劑好，硬度高，成本低等優(yōu)點(diǎn)。中國(guó)專(zhuān)利CN107446457A報(bào)道了一種水性丙烯酸改性聚氨酯雜化樹(shù)脂，具有優(yōu)良的附著力、耐水性、耐堿性、耐老化性、耐鹽霧性等優(yōu)點(diǎn)。雖然上述專(zhuān)利在丙烯酸改性水性聚氨酯上取得了一定的進(jìn)展，但是制備過(guò)程繁瑣，與聚氨酯無(wú)交聯(lián)或交聯(lián)度低，聚合物材料不帶自阻燃功能，而且采用的丙烯酸樹(shù)脂親水性不佳，容易導(dǎo)致乳液穩(wěn)定性欠缺等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種丙烯酸酯改性的水性聚氨酯乳液及其制備方法，以聚乙二醇（甲基）丙烯酸酯低聚物改性劑作為活性稀釋劑，烯基改性的三嗪類(lèi)小分子多元胺作為擴(kuò)鏈劑和中和劑，通過(guò)原位聚合制備了交聯(lián)型（體型）的聚丙烯酸酯改性的水性聚氨酯乳液，本發(fā)明制備的丙烯酸酯改性的水性聚氨酯乳液在避免了丙酮等傳統(tǒng)有機(jī)溶劑使用的同時(shí)，具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、耐水解、耐磨損和黏合強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。另外因?yàn)樽枞夹阅軆?yōu)異的三嗪官能團(tuán)的引入，制備的樹(shù)脂還具有一定的阻燃性能，使得產(chǎn)品具有廣闊的市場(chǎng)前景。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種丙烯酸酯改性的水性聚氨酯乳液，包括以下重量百分比的原料：二異氰酸酯20%-30%、低聚二元醇15%-20%、羧酸類(lèi)親水?dāng)U鏈劑3%-12%、聚乙二醇（甲基）丙烯酸酯低聚物10%-30%、烯基改性的三嗪類(lèi)小分子多元胺3%-10%、有機(jī)鉍催化劑0%-1%、余量為水。

進(jìn)一步地，所述烯基改性的三嗪類(lèi)小分子多元胺具體為N,N-二烯丙基三聚氰胺，結(jié)構(gòu)如下：。

進(jìn)一步地，所述聚乙二醇（甲基）丙烯酸酯低聚物具體為沙多瑪公司的SR259、SR268US、SR272、SR344、SR610、SR205、SR209、SR210、SR231、SR252、SR603OP中的一種或任意組合。

進(jìn)一步地，所述二異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、4，4-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯和甲基環(huán)己基二異氰酸酯中的一種或任意組合。