自交联型水性丙烯酸树脂－聚氨酯杂化体的制备方法

摘要

本发明涉及水性丙烯酸树脂-聚氨酯杂化体的制备。合成工艺包括：(1)将一定比例的三羟甲基丙烷单烯丙基醚、多元醇和多元酸经缩聚反应合成不饱和端羟基聚酯；(2)利用不饱和聚酯作为聚氨酯的软端，按比例加入二元醇、亲水单体和异氰酸酯进行反应，制备含有不饱和双键的水性聚氨酯；(3)用该不饱和双键的水性聚氨酯为表面活性剂，用丙烯酸酯类单体，以无皂乳液聚合的方法合成了核壳结构水性丙烯酸树脂-聚氨酯杂化体。本发明创造性地引用含有不饱和双键的水性聚氨酯与丙烯酸酯树脂接枝，所合成出来的树脂是一种集丙烯酸树脂和聚氨酯树脂优异性能于一身的新型环保树脂。该树脂应用前景广泛，可以作为水性木器涂料、建筑涂料和金属涂料的基料，综合性能好。

主权项

1、自交联型水性丙烯酸树脂—聚氨酯杂化体的制备方法，其特征在于包括以下几个步骤：(1)合成不饱和的端羟基聚酯(A)：合成不饱和的端羟基聚酯(A)包括如下组分和质量比：二元醇(C)25～40；二元酸(H)40～50；三羟甲基丙烷单烯丙基醚5～15；二甲苯2～8；阻聚剂0.1～0.4；制备工艺为：在氮气的保护下，依设计配方将二元醇(C)、二元酸(H)、三羟甲基丙烷单烯丙基醚、溶剂二甲苯和阻聚剂加入装有温度计、分水器、冷凝管和带有搅拌的四口反应器中，加热至140℃，再缓慢升温至190±5℃，升温时间为4小时，在190±5℃保温反应，0.5～1小时后，开始测定酸值，当酸值降至5mgKOH/g树脂时，降温至100℃真空脱除二甲苯，真空度≥0.045kPa，降温至50～80℃出料，即得不饱和端羟基聚酯(A)；(2)合成不饱和的水性聚氨酯(B)：合成不饱和的水性聚氨酯(B)包括如下组分和质量比：不饱和端羟基聚酯(A)38～56；二元醇(C)5～15；亲水单体(D)4～9；二异氰酸酯(E)35～52；催化剂0.05～0.15；中和剂3～8；去离子水200～250；扩链剂2～10；制备工艺为：向带有搅拌装置的有氮气保护的四口反应器中加入配方量的不饱和的端羟基聚酯(A)、二元醇(C)，亲水单体(D)，在110℃下使物料融解，真空脱水1小时，真空度≥0.060kPa；然后降温至60-80℃，滴加二异氰酸酯(E)，1小时滴完；升温到80℃，在反应器中加入催化剂，继续保温反应，直至反应体系中NCO含量接近理论值；降温至60℃，用丙酮调节体系粘度，加入中和剂，搅拌0.5小时；降温至30～40℃，在快速搅拌的状态下滴加去离子水、扩链剂，强力分散0.5～1小时，60℃减压脱出丙酮，即得半透明状不饱和的水性聚氨酯(B)；(3)合成自交联型水性丙烯酸树脂—聚氨酯杂化体：合成自交联型水性丙烯酸树脂—聚氨酯杂化体包括如下组分和质量比：不饱和的水性聚氨酯(B)10～15，以固体计；去离子水8～25；丙烯酸酯类单体(F)10～30；交联单体(G)0.12～1.0；引发剂(I)0.025～0.180，制备工艺为：取配方量的不饱和的水性聚氨酯(B)和去离子水加入于带有搅拌装置、温度计、冷凝管和恒压滴液漏斗的四口反应器中，将丙烯酸酯类单体(F)和交联单体(G)与引发剂(I)混合，取其5％～30％加入反应器，温度控制在40～60℃，搅拌0.5h溶涨胶粒，从滴液漏斗滴加剩余单体与引发剂混合溶液，2～4h滴加完毕，在70～85℃继续反应1h，最后冷却至40℃，加中和剂调整pH值至8.0～8.5，400目网过滤，即得到自交联型水性丙烯酸树脂—聚氨酯杂化体。