CN102898592A - 一种丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制备方法，是以TDI、PBA、DEG、DMPA为原料制备预聚体，加入HEMA对预聚体的端-NCO进行封端，加入三乙胺进行中和反应生成盐，加入BA和水进行乳化，加入适量的引发剂偶氮二异丁腈，使BA与HEMA的双键打开聚合得到丙烯酸酯与水性聚氨酯共聚改性的乳液。本发明得到的水性聚氨酯成膜后具有极强的耐水性和黏结性。

Description

一种丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制备方法
技术领域
本发明涉及一种丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制备方法，属化工领域。
技术背景        
聚氨酯树脂的力学性能和粘结性好，但耐候性、耐黄变性差，丙烯酸酯树脂具有良好的耐老化、耐黄变性、耐水性等，而且以丙烯酸酯树脂作为基料的涂料具有保光、保色、耐候、附着力强等优点，但是同时存在耐溶剂性差、热黏冷脆等缺点。聚氨酯和聚丙烯酸酯在性质上有一定的互补性，通过复合可以发挥综合优势。
本专利先用甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)封端聚氨酯预聚体，后采用丙烯酸丁酯(BA)对水性聚氨酯改性，制得共聚改性的水性聚氨酯乳液，具有优异的耐水性和黏结性。
发明内容
本发明的目的是提供一种丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制备方法，得到的水性聚氨酯具有很好的耐水性和黏结性。
为实现以上目的，本发明的一种丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制备方法，其步骤具体为：
(1) 以2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚己二酸1,4-丁二醇酯(PBA)、一缩二乙二醇(DEG)、二羟甲基丙酸(DMPA)为原料制备预聚体，反应2h
(2) 加入甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)对预聚体的端-NCO进行封端，反应60min。
(3) 降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应生成盐，反应3-5min。
(4) 加入丙烯酸丁酯(BA)和水进行乳化60min，得到HEMA封端的混有BA的水性聚氨酯乳液。
(5) 该乳液升温至75℃，加入适量的引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)，反应2h，使BA与HEMA的双键打开聚合得到丙烯酸酯与水性聚氨酯共聚改性的乳液。
步骤(1)中预聚体原料的配比为：TDI与PBA、DMPA、DEG的摩尔比为1.3:1-1.4:1，DEG占预聚体质量的2%-3%，DMPA占预聚体质量的5%-6%。
步骤(2)中甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)的物质的量与过量-NCO的物质的量的比值为0.35。
步骤(3)中三乙胺的物质的量与DMPA的物质的量相同。
步骤(4)中丙烯酸丁酯(BA)的用量为预聚体总质量的10%-30%，水的用量为预聚体总质量的2倍。
本发明产生的有益效果为，本专利先用HEMA对聚氨酯预聚体封端，后采用采用BA作为改性用丙烯酸酯单体，制备出自交联复合乳液，得到了无凝胶的核-壳结构，乳液稳定性好，黏结性和耐水性高。
实施例
实施例1：
以2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚己二酸1,4-丁二醇酯(PBA)、一缩二乙二醇(DEG)、二羟甲基丙酸(DMPA)为原料制备预聚体，反应2h，其配比为：TDI与PBA、DMPA、DEG的摩尔比为1.3:1，DEG占预聚体质量的2%，DMPA占预聚体质量的5%。加入甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)对预聚体的端-NCO进行封端，反应60min。加入甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)的物质的量与过量-NCO的物质的量的比值为0.35。降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应生成盐，反应3-5min，加入三乙胺的物质的量与DMPA的物质的量相同。加入丙烯酸丁酯(BA)和水进行乳化60min，得到HEMA封端的混有BA的水性聚氨酯乳液。其中丙烯酸丁酯(BA)的用量为预聚体总质量的20%，水的用量为预聚体总质量的2倍。该乳液升温至75℃，加入适量的引发剂偶氮二异丁腈，使TPGDA与HEA的双键打开聚合得到丙烯酸酯与水性聚氨酯共聚改性的乳液。
实施例2：
以2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚己二酸1,4-丁二醇酯(PBA)、一缩二乙二醇(DEG)、二羟甲基丙酸(DMPA)为原料制备预聚体，反应2h，其配比为：TDI与PBA、DMPA、DEG的摩尔比为1.35:1，DEG占预聚体质量的2%，DMPA占预聚体质量的5%。加入甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)对预聚体的端-NCO进行封端，反应60min。加入甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)的物质的量与过量-NCO的物质的量的比值为0.35。降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应生成盐，反应3-5min，加入三乙胺的物质的量与DMPA的物质的量相同。加入丙烯酸丁酯(BA)和水进行乳化60min，得到HEMA封端的混有BA的水性聚氨酯乳液。其中丙烯酸丁酯(BA)的用量为预聚体总质量的15%，水的用量为预聚体总质量的2倍。该乳液升温至75℃，加入适量的引发剂偶氮二异丁腈，使TPGDA与HEA的双键打开聚合得到丙烯酸酯与水性聚氨酯共聚改性的乳液。

Claims (6)

1.一种丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：步骤如下：
(1) 以2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚己二酸1,4-丁二醇酯(PBA)、一缩二乙二醇(DEG)、二羟甲基丙酸(DMPA)为原料制备预聚体，反应2h;
 (2) 加入甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)对预聚体的端-NCO进行封端，反应60min;
 (3) 降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应生成盐，反应3-5min;
 (4) 加入丙烯酸丁酯(BA)和水进行乳化60min，得到HEMA封端的混有BA的水性聚氨酯乳液;
 (5) 该乳液升温至75℃，加入适量的引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)，反应2h，使BA与HEMA的双键打开聚合得到丙烯酸酯与水性聚氨酯共聚改性的乳液。
2.如权利要求1所述的一种丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中预聚体原料的配比为：TDI与PBA、DMPA、DEG的摩尔比为1.3:1-1.4:1，DEG占预聚体质量的2%-3%，DMPA占预聚体质量的5%-6%。
3.如权利要求1所述的一种丙烯酸酯改性水性聚氨酯的方法制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)的物质的量与过量-NCO的物质的量的比值为0.35。
4.如权利要求1所述的一种丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：所述的步骤(3)中三乙胺的物质的量与DMPA的物质的量相同。
5.如权利要求1所述的一种丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：所述的步骤(4)中丙烯酸丁酯(BA)的用量为预聚体总质量的10%-30%。
6.如权利要求1所述的一种丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：所述的步骤(4)中水的用量为预聚体总质量的2倍。
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