CN115286761A - 一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯及其制备方法,该丙烯酸聚氨酯包括改性聚氨酯树脂预聚体和改性丙烯酸;改性丙烯酸树由超支化丙烯酸树脂与3‑氨基丙烷磺酸脱水缩合,使得超支化丙烯酸树脂上的羧基与3‑氨基丙烷磺酸上的氨基反应,再加入十七氟癸基三乙氧基硅烷,在碱性条件下硅氧烷水解交联,并使磺酸基团形成磺酸钠,制得改性丙烯酸树脂,高耐水水性丙烯酸聚氨酯分子中含有长链烷基和长链氟烷基,同时与有机硅侧链配合,使得水性丙烯酸聚氨酯具有很好的耐水效果,同时侧链磺酸钠和吗啉环能够增加酰胺键键能,提高了聚合物的耐温效果,且该聚合物为超支化结构能够进一步提升聚合物的耐温和耐水效果。
Description
技术领域
本发明涉及水性高分子材料制备技术领域,具体涉及一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯及其制备方法。
背景技术
聚氨酯是一种重要的合成树脂,由于分子链中含有氨基甲酸酯基,因而分子链间的氢键作用力较强,同时其软硬的可调,粘附性好、不同的合成条件能制备出性能各异的聚氨酯材料,可用作涂料、泡沫塑料和合成皮革等产品,深受人们关注,并且产品与品种正在不断拓展,丙烯酸聚氨酯用聚丙烯酸酯(PA)改性聚氨酯使二者有机结合,通过引入具有性能互补性的聚丙烯酸酯组分取长补短能使涂料的化学稳定性、耐热性、拒水抗污染性和耐大气老化等综合性能得到显著提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯及其制备方法,解决了现阶段水性丙烯酸聚氨酯耐水效果和耐温效果差的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯,包括改性聚氨酯树脂预聚体和改性丙烯酸。
进一步,所述的改性聚氨酯树脂预聚体由如下步骤制成:
步骤A1:将2,2-二羟甲基丙酸、三甲基氯硅烷、三乙胺、四氢呋喃混合均匀,在转速为200-300r/min,温度为80-85℃的条件下,进行反应7-9h,制得中间体1,将中间体1、十八烷醇、对甲苯磺酸、N,N-二甲基甲酰胺混合,在转速为150-200r/min,温度为110-120℃的条件下,进行反应6-8h,制得中间体2;
步骤A2:将中间体2、乙醇、碳酸钾混合均匀,在转速为200-300r/min,温度为0-3℃的条件下,进行反应40-50min,制得中间体3,将中间体3、聚醚二元醇1000、异佛尔酮二异氰酸酯、N-甲基吡咯烷酮混合均匀,通入氮气保护,在转速为150-200r/min,温度为70-75℃的条件下,进行反应3-5h,制得改性聚氨酯树脂预聚体。
进一步,步骤A1所述的2,2-二羟甲基丙酸、三甲基氯硅烷、三乙胺的摩尔比为1:2:1.1,中间体1和十八烷醇的摩尔比为1:1。
进一步,步骤A2所述的中间体2、乙醇、碳酸钾的用量比为10mmol:40mL:6mmol,中间体3、聚醚二元醇1000、异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为1:2:4。
进一步,所述的改性丙烯酸树脂由如下步骤制成:
将超支化丙烯酸树脂、3-氨基丙烷磺酸、去离子水、1-羟基苯并三唑混合均匀,在温度为150-200r/min,温度为20-25℃的条件下,进行反应3-5h后,调节反应液pH值为碱性,加入十七氟癸基三乙氧基硅烷,升温至温度为70-80℃的条件下,进行反应6-8h,制得改性丙烯酸树脂。
进一步,所述的超支化丙烯酸树脂中的羧基和3-氨基丙烷磺酸的摩尔比为1:1,十七氟癸基三乙氧基硅烷的用量为超支化丙烯酸树脂质量的5-10%。
进一步,所述的超支化丙烯酸树脂由如下步骤制成:
步骤B1:将二乙醇胺溶于N,N-二甲基乙酰胺中,加入丁二酸酐,在转速为200-300r/min,温度为40-50℃的条件下,进行反应7-9h,制得中间体4,将中间体4溶于甲苯和水的混合溶液中,加入对甲苯磺酸和季戊四醇,在温度为120-130℃的条件下,回流反应10-15h,制得中间体5;
反应过程如下:
步骤B2:将中间体5溶于N,N-二甲基乙酰胺中,加入对甲苯磺酸和甲苯,在转速为150-200r/min,温度为20-25℃的条件下,搅拌并加入丙烯酸和对苯二酚,再升温至温度为110-120℃,进行反应6-8h,制得超支化单体;
步骤B3:将三羟甲基丙烷加入反应釜中,在转速为120-150r/min,温度为65-70℃的条件下,加热至熔融,再加入顺丁烯二酸酐和醋酸钠,进行反应2-4h,制得中间体6;
反应过程如下:
步骤B4:将中间体6、超支化单体、丙烯酰吗啉、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸甲酯、去离子水混合均匀,通入氮气保护,在转速为150-200r/min,温度为80-85℃的条件下,加入过硫酸钾,进行反应6-8h,制得超支化丙烯酸树脂。
进一步,步骤B1所述的二乙醇胺和丁二酸酐的摩尔比为1:1,中间体4和季戊四醇的摩尔比为4:1,对甲苯磺酸的用量为反应物质量的1%。
进一步,步骤B2所述的中间体5中羟基和丙烯酸的摩尔比为1:1,对苯二酚的用量为中间体2质量的0.05-0.1%。
进一步,步骤B3所述的三羟甲基丙烷和顺丁烯二酸酐的摩尔比为1:1。
进一步,步骤B4所述的中间体6、超支化单体、丙烯酰吗啉、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸甲酯的质量比为6.93:5.76:3.15:2.82:20.3,过硫酸钾的用量为反应物质量的0.5-0.7%。
一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯的制备方法,由如下步骤制成:
将改性聚氨酯树脂预聚体溶于去离子水中,加入改性丙烯酸树脂,在转速为800-1000r/min的条件下,搅拌1-1.5h,制得高耐水水性丙烯酸聚氨酯。
所述的改性聚氨酯树脂预聚体和改性丙烯酸树脂的摩尔比为1:2。
本发明的有益效果:本发明制备的一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯,由改性聚氨酯树脂预聚体与改性丙烯酸树脂反应制得,改性聚氨酯树脂预聚体以2,2-二羟甲基丙酸为原料,用三甲基氯硅烷进行羟基保护,制得中间体1,将中间体1与十八烷醇酯化反应,制得中间体2,将中间体2脱保护,制得中间体3,将中间体3、聚醚二元醇1000、异佛尔酮二异氰酸酯反应,制得改性聚氨酯树脂预聚体,改性丙烯酸树由超支化丙烯酸树脂与3-氨基丙烷磺酸脱水缩合,使得超支化丙烯酸树脂上的羧基与3-氨基丙烷磺酸上的氨基反应,再加入十七氟癸基三乙氧基硅烷,在碱性条件下硅氧烷水解交联,并使磺酸基团形成磺酸钠,制得改性丙烯酸树脂,超支化丙烯酸树脂用二乙醇胺和丁二酸酐反应,制得中间体4,再将中间体4和季戊四醇酯化反应,形成超支化结构,制得中间体5,将中间体5和丙烯酸酯化反应,形成双键封端,制得超支化单体,将三羟甲基丙烷和顺丁烯二酸酐反应,制得中间体6,将中间体6、超支化单体、丙烯酰吗啉、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸甲酯聚合制得超支化丙烯酸树脂,该高耐水水性丙烯酸聚氨酯分子中含有长链烷基和长链氟烷基,同时与有机硅侧链配合,使得水性丙烯酸聚氨酯具有很好的耐水效果,同时侧链磺酸钠和吗啉环能够增加酰胺键键能,提高了聚合物的耐温效果,且该聚合物为超支化结构能够进一步提升聚合物的耐温和耐水效果。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯,包括改性聚氨酯树脂预聚体和改性丙烯酸;
该高耐水水性丙烯酸聚氨酯由如下步骤制成:
将10mmol改性聚氨酯树脂预聚体溶于去离子水中,加入20mmol改性丙烯酸树脂,在转速为800r/min的条件下,搅拌1h,制得高耐水水性丙烯酸聚氨酯。
所述的改性聚氨酯树脂预聚体由如下步骤制成:
步骤A1:将1mol2,2-二羟甲基丙酸、2mol三甲基氯硅烷、1.1mol三乙胺、5L四氢呋喃混合均匀,在转速为200r/min,温度为80℃的条件下,进行反应7h,制得中间体1,将0.8mol中间体1、0.8mol十八烷醇、对甲苯磺酸、5LN,N-二甲基甲酰胺混合,在转速为150r/min,温度为110℃的条件下,进行反应6h,制得中间体2;
步骤A2:将0.5mol中间体2、2L乙醇、0.3mol碳酸钾混合均匀,在转速为200r/min,温度为0℃的条件下,进行反应40min,制得中间体3,将0.5mol中间体3、1mol聚醚二元醇1000、2mol异佛尔酮二异氰酸酯、8LN-甲基吡咯烷酮混合均匀,通入氮气保护,在转速为150r/min,温度为70℃的条件下,进行反应3h,制得改性聚氨酯树脂预聚体。
所述的改性丙烯酸树脂由如下步骤制成:
将1mol超支化丙烯酸树脂、1mol3-氨基丙烷磺酸、5L去离子水、1mol1-羟基苯并三唑混合均匀,在温度为150r/min,温度为20℃的条件下,进行反应3h后,调节反应液pH值为碱性,加入十七氟癸基三乙氧基硅烷,升温至温度为70℃的条件下,进行反应6h,制得改性丙烯酸树脂。
所述的十七氟癸基三乙氧基硅烷的用量为超支化丙烯酸树脂质量的5%。
所述的超支化丙烯酸树脂由如下步骤制成:
步骤B1:将5mol二乙醇胺溶于N,N-二甲基乙酰胺中,加入5mol丁二酸酐,在转速为300r/min,温度为50℃的条件下,进行反应9h,制得中间体4,将4mol中间体4溶于甲苯和水的混合溶液中,加入对甲苯磺酸和1mol季戊四醇,在温度为130℃的条件下,回流反应15h,制得中间体5;
步骤B2:将2mol中间体5溶于N,N-二甲基乙酰胺中,加入对甲苯磺酸和甲苯,在转速为200r/min,温度为25℃的条件下,搅拌并加入2mol丙烯酸和对苯二酚,再升温至温度为120℃,进行反应8h,制得超支化单体;
步骤B3:将2mol三羟甲基丙烷加入反应釜中,在转速为150r/min,温度为70℃的条件下,加热至熔融,再加入2mol顺丁烯二酸酐和0.67mol醋酸钠,进行反应4h,制得中间体6;
步骤B4:将69.3g中间体6、57.6g超支化单体、31.5g丙烯酰吗啉、28.2gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、203g丙烯酸甲酯、5L去离子水混合均匀,通入氮气保护,在转速为200r/min,温度为85℃的条件下,加入过硫酸钾,进行反应8h,制得超支化丙烯酸树脂。
步骤B1所述的对甲苯磺酸的用量为反应物质量的1%。
步骤B2所述的对甲苯磺酸的用量为中间体5质量的3%,对苯二酚的用量为中间体2质量的0.1%。
步骤B4所述的过硫酸钾的用量为反应物质量的0.7%。
实施例2
一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯,包括改性聚氨酯树脂预聚体和改性丙烯酸;
该高耐水水性丙烯酸聚氨酯由如下步骤制成:
将10mmol改性聚氨酯树脂预聚体溶于去离子水中,加入20mmol改性丙烯酸树脂,在转速为800r/min的条件下,搅拌1.3h,制得高耐水水性丙烯酸聚氨酯。
所述的改性聚氨酯树脂预聚体由如下步骤制成:
步骤A1:将1mol2,2-二羟甲基丙酸、2mol三甲基氯硅烷、1.1mol三乙胺、5L四氢呋喃混合均匀,在转速为300r/min,温度为83℃的条件下,进行反应8h,制得中间体1,将中0.8mol间体1、0.8mol十八烷醇、对甲苯磺酸、5LN,N-二甲基甲酰胺混合,在转速为180r/min,温度为115℃的条件下,进行反应7h,制得中间体2;
步骤A2:将0.5mol中间体2、2L乙醇、0.3mol碳酸钾混合均匀,在转速为200r/min,温度为0℃的条件下,进行反应45min,制得中间体3,将0.5mol中间体3、1mol聚醚二元醇1000、2mol异佛尔酮二异氰酸酯、8LN-甲基吡咯烷酮混合均匀,通入氮气保护,在转速为180r/min,温度为73℃的条件下,进行反应4h,制得改性聚氨酯树脂预聚体。
所述的改性丙烯酸树脂由如下步骤制成:
将1mol超支化丙烯酸树脂、1mol3-氨基丙烷磺酸、5L去离子水、1mol1-羟基苯并三唑混合均匀,在温度为180r/min,温度为23℃的条件下,进行反应4h后,调节反应液pH值为碱性,加入十七氟癸基三乙氧基硅烷,升温至温度为75℃的条件下,进行反应7h,制得改性丙烯酸树脂。
所述的十七氟癸基三乙氧基硅烷的用量为超支化丙烯酸树脂质量的8%。
所述的超支化丙烯酸树脂由如下步骤制成:
步骤B1:将5mol二乙醇胺溶于N,N-二甲基乙酰胺中,加入5mol丁二酸酐,在转速为200r/min,温度为45℃的条件下,进行反应8h,制得中间体4,将4mol中间体4溶于甲苯和水的混合溶液中,加入对甲苯磺酸和1mol季戊四醇,在温度为125℃的条件下,回流反应13h,制得中间体5;
步骤B2:将2mol中间体5溶于N,N-二甲基乙酰胺中,加入对甲苯磺酸和甲苯,在转速为180r/min,温度为23℃的条件下,搅拌并加入2mol丙烯酸和对苯二酚,再升温至温度为115℃,进行反应7h,制得超支化单体;
步骤B3:将2mol三羟甲基丙烷加入反应釜中,在转速为120r/min,温度为68℃的条件下,加热至熔融,再加入2mol顺丁烯二酸酐和0.67mol醋酸钠,进行反应3h,制得中间体6;
步骤B4:将69.3g中间体6、57.6g超支化单体、31.5g丙烯酰吗啉、28.2gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、203g丙烯酸甲酯、5L去离子水混合均匀,通入氮气保护,在转速为180r/min,温度为83℃的条件下,加入过硫酸钾,进行反应7h,制得超支化丙烯酸树脂。
步骤B1所述的对甲苯磺酸的用量为反应物质量的1%。
步骤B2所述的对甲苯磺酸的用量为中间体5质量的3%,对苯二酚的用量为中间体2质量的0.08%。
步骤B4所述的过硫酸钾的用量为反应物质量的0.6%。
实施例3
一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯,包括改性聚氨酯树脂预聚体和改性丙烯酸;
该高耐水水性丙烯酸聚氨酯由如下步骤制成:
将10mmol改性聚氨酯树脂预聚体溶于去离子水中,加入20mmol改性丙烯酸树脂,在转速为1000r/min的条件下,搅拌1.5h,制得高耐水水性丙烯酸聚氨酯。
所述的改性聚氨酯树脂预聚体和改性丙烯酸树脂的摩尔比为1:2。
所述的改性聚氨酯树脂预聚体由如下步骤制成:
步骤A1:将1mol2,2-二羟甲基丙酸、2mol三甲基氯硅烷、1.1mol三乙胺、5L四氢呋喃混合均匀,在转速为300r/min,温度为85℃的条件下,进行反应9h,制得中间体1,将0.8mol中间体1、0.8mol十八烷醇、对甲苯磺酸、5LN,N-二甲基甲酰胺混合,在转速为200r/min,温度为120℃的条件下,进行反应8h,制得中间体2;
步骤A2:将0.5mol中间体2、2L乙醇、0.3mol碳酸钾混合均匀,在转速为300r/min,温度为3℃的条件下,进行反应50min,制得中间体3,将0.5mol中间体3、1mol聚醚二元醇1000、2mol异佛尔酮二异氰酸酯、8LN-甲基吡咯烷酮混合均匀,通入氮气保护,在转速为200r/min,温度为75℃的条件下,进行反应5h,制得改性聚氨酯树脂预聚体。
所述的改性丙烯酸树脂由如下步骤制成:
将1mol超支化丙烯酸树脂、1mol3-氨基丙烷磺酸、5L去离子水、1mol1-羟基苯并三唑混合均匀,在温度为200r/min,温度为25℃的条件下,进行反应5h后,调节反应液pH值为碱性,加入十七氟癸基三乙氧基硅烷,升温至温度为80℃的条件下,进行反应8h,制得改性丙烯酸树脂。
所述的十七氟癸基三乙氧基硅烷的用量为超支化丙烯酸树脂质量的10%。
所述的超支化丙烯酸树脂由如下步骤制成:
步骤B1:将5mol二乙醇胺溶于N,N-二甲基乙酰胺中,加入5mol丁二酸酐,在转速为300r/min,温度为50℃的条件下,进行反应9h,制得中间体4,将4mol中间体4溶于甲苯和水的混合溶液中,加入对甲苯磺酸和1mol季戊四醇,在温度为130℃的条件下,回流反应15h,制得中间体5;
步骤B2:将2mol中间体5溶于N,N-二甲基乙酰胺中,加入对甲苯磺酸和甲苯,在转速为200r/min,温度为25℃的条件下,搅拌并加入2mol丙烯酸和对苯二酚,再升温至温度为120℃,进行反应8h,制得超支化单体;
步骤B3:将2mol三羟甲基丙烷加入反应釜中,在转速为150r/min,温度为70℃的条件下,加热至熔融,再加入2mol顺丁烯二酸酐和0.67mol醋酸钠,进行反应4h,制得中间体6;
步骤B4:将69.3g中间体6、57.6g超支化单体、31.5g丙烯酰吗啉、28.2gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、203g丙烯酸甲酯、5L去离子水混合均匀,通入氮气保护,在转速为200r/min,温度为85℃的条件下,加入过硫酸钾,进行反应8h,制得超支化丙烯酸树脂。
步骤B1所述的对甲苯磺酸的用量为反应物质量的1%。
步骤B2所述的对甲苯磺酸的用量为中间体5质量的3%,对苯二酚的用量为中间体2质量的0.1%。
步骤B4所述的过硫酸钾的用量为反应物质量的0.7%。
对比例1
本对比例为中国专利CN113004482A中实施例1公开的水性丙烯酸聚氨酯。
对比例2
本对比例为中国专利CN113308180A中实施例1公开的水性丙烯酸聚氨酯。
将实施例1-3和对比例1-2制得的水性丙烯酸聚氨酯依照GB/T1733-1993中甲法的标准检测,浸泡200h、500h、1000h,并分别在温度为3℃、室温、80℃的条件下浸泡,观察漆膜的状态结果如下表所示;
由上表可知实施例1-3制得的水性丙烯酸聚氨酯具有很好的耐水性和耐温性。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯,其特征在于:包括改性聚氨酯树脂预聚体和改性丙烯酸;
所述的改性聚氨酯树脂预聚体由如下步骤制成:
步骤A1:将2,2-二羟甲基丙酸、三甲基氯硅烷、三乙胺、四氢呋喃混合反应,制得中间体1,将中间体1、十八烷醇、对甲苯磺酸、N,N-二甲基甲酰胺混合反应,制得中间体2;
步骤A2:将中间体2、乙醇、碳酸钾混合反应,制得中间体3,将中间体3、聚醚二元醇1000、异佛尔酮二异氰酸酯、N-甲基吡咯烷酮混合反应,制得改性聚氨酯树脂预聚体;
所述的改性丙烯酸树脂由如下步骤制成:
将超支化丙烯酸树脂、3-氨基丙烷磺酸、去离子水、1-羟基苯并三唑混合反后,调节反应液pH值为碱性,加入十七氟癸基三乙氧基硅烷,升温反应,制得改性丙烯酸树脂。
2.根据权利要求1所述的一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯,其特征在于:步骤A1所述的2,2-二羟甲基丙酸、三甲基氯硅烷、三乙胺的摩尔比为1:2:1.1,中间体1和十八烷醇的摩尔比为1:1。
3.根据权利要求1所述的一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯,其特征在于:步骤A2所述的中间体2、乙醇、碳酸钾的用量比为10mmol:40mL:6mmol,中间体3、聚醚二元醇1000、异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为1:2:4。
4.根据权利要求1所述的一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯,其特征在于:所述的超支化丙烯酸树脂中的羧基和3-氨基丙烷磺酸的摩尔比为1:1,十七氟癸基三乙氧基硅烷的用量为超支化丙烯酸树脂质量的5-10%。
5.根据权利要求1所述的一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯,其特征在于:所述的超支化丙烯酸树脂由如下步骤制成:
步骤B1:将二乙醇胺溶于N,N-二甲基乙酰胺中,加入丁二酸酐,进行反应,制得中间体4,将中间体4溶于甲苯和水的混合溶液中,加入对甲苯磺酸和季戊四醇,回流反应,制得中间体5;
步骤B2:将中间体5溶于N,N-二甲基乙酰胺中,加入对甲苯磺酸和甲苯,搅拌并加入丙烯酸和对苯二酚,升温反应,制得超支化单体;
步骤B3:将三羟甲基丙烷加入反应釜中,加热至熔融,再加入顺丁烯二酸酐和醋酸钠,进行反应,制得中间体6;
步骤B4:将中间体6、超支化单体、丙烯酰吗啉、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸甲酯、去离子水混合均匀,加入过硫酸钾,进行反应,制得超支化丙烯酸树脂。
6.根据权利要求5所述的一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯,其特征在于:步骤B1所述的二乙醇胺和丁二酸酐的摩尔比为1:1,中间体4和季戊四醇的摩尔比为4:1。
7.根据权利要求5所述的一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯,其特征在于:步骤B2所述的中间体5中羟基和丙烯酸的摩尔比为1:1,对苯二酚的用量为中间体2质量的0.05-0.1%。
8.根据权利要求5所述的一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯,其特征在于:步骤B3所述的三羟甲基丙烷和顺丁烯二酸酐的摩尔比为1:1。
9.根据权利要求5所述的一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯,其特征在于:步骤B4所述的中间体6、超支化单体、丙烯酰吗啉、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸甲酯的质量比为6.93:5.76:3.15:2.82:20.3,过硫酸钾的用量为反应物质量的0.5-0.7%。
10.根据权利要求1所述的一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯的制备方法,其特征在于:由如下步骤制成:
将改性聚氨酯树脂预聚体溶于去离子水中,加入改性丙烯酸树脂,在转速为800-1000r/min的条件下,搅拌1-1.5h,制得高耐水水性丙烯酸聚氨酯。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050121644A1 (en) * | 2003-12-05 | 2005-06-09 | 3M Innovative Properties Company | Coating compositions with perfluoropolyetherisocyanate derived silane and alkoxysilanes |
CN103305078A (zh) * | 2013-06-26 | 2013-09-18 | 中国科学院化学研究所 | 一种疏水性材料及其在胶印印刷版材制备中的应用 |
CN104861771A (zh) * | 2015-06-04 | 2015-08-26 | 林振坤 | 一种耐冲压uv弹性金属油墨及其制备方法 |
CN107674189A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-02-09 | 合众(佛山)化工有限公司 | 一种高固分超支化硅改性不饱和聚酯树脂及其制备方法 |
-
2022
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050121644A1 (en) * | 2003-12-05 | 2005-06-09 | 3M Innovative Properties Company | Coating compositions with perfluoropolyetherisocyanate derived silane and alkoxysilanes |
CN103305078A (zh) * | 2013-06-26 | 2013-09-18 | 中国科学院化学研究所 | 一种疏水性材料及其在胶印印刷版材制备中的应用 |
CN104861771A (zh) * | 2015-06-04 | 2015-08-26 | 林振坤 | 一种耐冲压uv弹性金属油墨及其制备方法 |
CN107674189A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-02-09 | 合众(佛山)化工有限公司 | 一种高固分超支化硅改性不饱和聚酯树脂及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
XIAOFEI ZHAO, LIXIN LIU, HONGXIA DAI, CHUNXI MA, XIAOHONG TAN, R: "Synthesis and Application of Water-Soluble Hyperbranched Poly(ester)s from Maleic Anhydride and Glycerol", 《JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116640269A (zh) * | 2023-06-27 | 2023-08-25 | 苏州优利金新材料有限公司 | 一种基于再生塑料的复合材料及其制备方法 |
CN116640269B (zh) * | 2023-06-27 | 2023-10-03 | 苏州优利金新材料有限公司 | 一种基于再生塑料的复合材料及其制备方法 |
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Denomination of invention: A high water resistant waterborne acrylic polyurethane and its preparation method Effective date of registration: 20230817 Granted publication date: 20221220 Pledgee: Jiangsu Jingjiang Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Dajue Branch Pledgor: Jiangsu Xinli Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980052628 |