一种无VOC壳聚糖改性的水性有机硅聚氨酯-聚丙烯酸酯纳米杂化涂料及其制备方法

摘要

一种无VOC壳聚糖改性的水性有机硅聚氨酯‑聚丙烯酸酯纳米杂化涂料及其制备方法，以惰性乙烯基单体混合物为连续相，进行聚合物多元醇、阴离子混合亲水扩链剂、水溶性壳聚糖和二异氰酸酯化合物的聚合，然后与含羟基或氨基的亲水性乙烯基单体反应，再用碱类成盐剂中和、水分散得到聚氨酯微乳液，再进一步引发乙烯基类单体的聚合。通过引入有机硅偶联剂，水溶性壳聚糖所带的羟基与异氰酸酯基反应，氨基、羧基等功能基团与聚氨酯预聚体反应，形成杂化网络，提高氢键含量，增大交联度，进一步提高了耐水性、耐溶剂性以及力学性能。该涂料具有无毒、安全、高附着力、高硬度、耐磨、丰满度好、手感好等特点，且产品的制备工艺简单、生产成本较低。

主权项

一种无VOC壳聚糖改性的水性有机硅聚氨酯‑聚丙烯酸酯纳米杂化涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a.首先，按质量份数计，向干燥反应器中加入30～35份惰性乙烯基单体、15～25份聚合物多元醇、0.5～3.5份水溶性壳聚糖、20～25份二异氰酸酯化合物、5～10份阴离子混合亲水扩链剂和0～0.35份催化剂，反应温度为70～85℃，反应时间为2～4小时；b.其次，加入5～7份含羟基或氨基的亲水性乙烯基单体进行封端，再加入5～6份烷氧基的有机硅偶联剂，反应0.5～1小时后将温度冷却至30～50℃，再加入5.7～6.3份的碱类成盐剂，中和反应20～30分钟，再加入75～260份水，搅拌分散10～20分钟，再升温至70～85℃；c.然后，在温度为70～85℃的条件下，将引发剂水溶液在0.5～1小时内滴入到反应器中，滴加完毕后，继续保温反应2～3小时，制得壳聚糖改性的水性有机硅聚氨酯‑聚丙烯酸酯微乳液；其中，引发剂水溶液是将1.4～2.1份引发剂溶于35～45份水中制得；d.最后，将壳聚糖改性的水性有机硅聚氨酯‑聚丙烯酸酯微乳液85份，润湿剂0.3份，流平剂0.2份，增稠剂0.6份，消泡剂0.2份，打磨剂1.2份混合搅拌，分散到细度小于3微米，得到无VOC壳聚糖改性的水性有机硅聚氨酯‑聚丙烯酸酯纳米杂化涂料；所述水溶性壳聚糖为羧甲基壳聚糖、酰化壳聚糖中的一种或两种任意配比的混合物；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二丁基醋酸锡中的一种。