CN116082597A - 聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子技术领域，具体涉及一种聚氨酯‑丙烯酸酯‑醇酸水性分散体及其制备方法和应用。按重量份数计，该聚氨酯‑丙烯酸酯‑醇酸水性分散体由如下合成原料组成：单体Ⅰ15～45份；单体Ⅱ1～20份；单体Ⅲ0.2～3份；单体Ⅳ5～33份；引发剂0.1～5份；催化剂0～0.5；酸或酸酐0～15份；二元醇和/或多元醇0～15份；共溶剂0～10份；异氰酸酯化合物1～30份；胺类化合物0～3份；中和剂1～2份；去离子水50～65份。本发明中的水性聚氨酯‑丙烯酸‑醇酸分散体，具有低气味、低VOC、快干、初期耐水好、耐盐雾好、高光泽、高丰满度等性能，可用于制备水性工业漆等涂覆产品。
Description
技术领域
本发明涉及高分子技术领域，具体涉及一种聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体及其制备方法和应用。
背景技术
随着全球对环保意识的增强，以及对化工涂料行业有害物质限制标准日趋严格，加之室内外空气质量国标相继出台，一些挥发性有机化合物(VOC)含量高的溶剂型涂料面临着很大的挑战。因此，水性涂料基于其环保、低VOC排放的特点，是目前研发的热点和重点，具有广泛的应用前景。
其中，水性醇酸树脂是制备水性木器及工业涂料的成膜物质，其制备方法通常有外乳化法和自乳化法。
外乳化法是指：将预聚物缓慢加入到含有乳化剂的水中，形成粒径较粗的乳胶粒，再经过均化器均化，形成粒径较细的乳液，该方法制备的水性树脂稳定性较差。
目前，市面水性醇酸树脂的制备方法多采用自乳化的方式，多为70wt％-75wt％高固含水性自乳化丙改醇酸树脂。自乳化法是指在醇酸树脂聚合物主链段或侧链段上引入适当的亲水基团，经过中和成盐，此类高固含醇酸树脂成本低，高光泽，高丰满度，初期耐水好，耐盐雾好，较快干，但VOC高，气味大，环保性不高。市面高固含自乳化丙改醇酸树脂中溶剂主要以乙二醇丁醚、乙二醇叔丁醚、正丁醇、异丁醇、异丙醇、乙醇等为主。因此，现有的水性自乳化醇酸树脂综合性能仍然需要进一步改进。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体及其制备方法和应用，该聚氨酯-丙烯酸-醇酸水性分散体气味低，VOC低，快干，高硬度，初期耐水好，盐雾好，具有环境友好性。
本发明的技术方案是：
一种聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体，合成原料包括单体Ⅰ、单体Ⅱ、单体Ⅲ、单体Ⅳ、引发剂、催化剂、酸或酸酐、二元醇和/或多元醇、共溶剂、扩链剂胺类化合物、中和剂、去离子水；按重量份数计，其组分如下：
所述的聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体，单体Ⅰ为甲基丙烯酸、丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯中的一种或两种以上，单体Ⅱ为异氰酸酯类单体，单体Ⅲ为功能单体，单体Ⅳ为豆油、亚麻油、蓖麻油、脱水蓖麻油、豆油酸、亚油酸、桐亚油酸、脱水蓖麻油酸、蓖麻油酸、精致亚油酸、妥尔油酸、亚麻油酸中的至少一种。
所述的聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体，异氰酸酯类化合物为IPDI、HDI、H12MDI、TDI、PDI、TMXDI中的至少一种，功能单体为磷酸酯、DAAM、ADH、AAEM、DMPA、DMBA、LDMPA、SW898、SW910中的至少一种。
所述的聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体，引发剂为过氧化苯甲酰BPO、过氧化苯甲酰叔丁酯TBPB、过氧化环己酮CHPO、过氧化叔丁基TBHP、过氧化新戊酸叔戊酯TAPP、过硫酸盐中的至少一种。
所述的聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体，催化剂为氢氧化锂、有机锡催化剂、有机铋催化剂中的至少一种。
所述的聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体，酸或酸酐为间苯二甲酸、对苯二甲酸、苯酐、顺酐、丁烯二酸、衣康酸中的至少一种，二醇或多元醇为聚碳酸酯多元醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇中的至少一种，共溶剂：二甲苯、正丁醇、异丁醇、异丙醇、丙酮中的至少一种，胺类化合物为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、1,3-丙二胺、异氟尔酮二胺、1,2-环己二胺、1,4-环己二胺、1,2-环己二甲胺、1,4-环己二甲胺，1,5-戊二胺中的至少一种。
所述的聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体，中和剂为N,N-二甲基乙醇胺、三乙胺、氨水、AMP95、三乙醇胺、二乙醇胺、二乙胺中的至少一种。
所述的聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体的制备方法，包括以下步骤：
S1：按配比，将二元醇和或多元醇的1/4～3/4、单体Ⅳ、催化剂的1/4～3/4、酸或酸酐在搅拌状态下通氮气逐渐升温至230±2℃或240±2℃进行酯化或醇解反应，反应结束后得到预聚物Ⅰ；
S2：向预聚物Ⅰ中加入二元醇和/或多元醇的剩余部分后升温至120℃真空脱水30min，降温至65℃以下加入单体Ⅱ进行反应，得到预聚物Ⅱ；
S3：向所述预聚物Ⅱ中加入单体Ⅰ、共溶剂、催化剂的剩余部分，得到预聚物Ⅲ；
S4：向所述预聚物Ⅲ中加入中和剂，得到预聚物Ⅳ；
S5：向所述预聚物Ⅳ中加去离子水、胺类扩链剂(包括KH550)、单体Ⅲ得到预乳化液；
S6：向所述预乳化液滴加引发剂进行乳液聚合，得到聚氨酯-丙烯酸-醇酸水性分散体。
所述的聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体的应用，在基材上涂布聚氨酯-丙烯酸-醇酸水性分散体，形成涂覆产品。
所述的聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体的应用，基材为木材、金属、玻璃、织物、纸张、玻璃纤维、聚合物纤维或石墨纤维。
本发明的设计思想是：
本发明的聚氨酯-丙烯酸-醇酸水性分散体，在制备原料包括单体Ⅰ、单体Ⅱ、单体Ⅲ、单体Ⅳ、引发剂、催化剂、酸或酸酐、二元醇和/或多元醇、共溶剂、扩链剂(胺类化合物)、中和剂、去离子水的共同作用下，综合性能良好。其中：
单体Ⅰ为甲基丙烯酸、丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯等中的一种或多种，主要作用为聚氨酯-丙烯酸-醇酸树脂分散体合成过程中作为溶剂、提供可聚合双键，提高干性、硬度、耐候等综合性能。
单体Ⅱ的主要作用是异氰酸酯改性，提高干性、硬度、韧性、抗冲击等性能。
单体Ⅲ的主要作用是提供亲水性，提高附着力、耐介质性等。
单体Ⅳ的主要作用是利用油或脂肪酸与醇反应制备醇酸树脂中间体。
引发剂的主要作用是引发丙烯酸单体发生自由基聚合反应及消除残留单体的作用。
催化剂的主要作用是加快反应进行。
酸或酸酐的主要作用是与多元醇反应制备醇酸树脂中间体。
二醇或多醇的主要作用是扩链聚合反应，提高分子量。
共溶剂的主要作用是为了反应过程中降低粘度、防止爆聚凝胶、溶解难溶物质等作用。
扩链剂(胺类化合物)的主要作用是扩链聚合反应，提高分子量等作用。
中和剂的主要作用是中和羧基形成盐，使聚合物具有亲水性。
本发明的聚氨酯-丙烯酸-醇酸水性分散体及其制备方法，至少具有以下有益效果：
1、本发明的聚氨酯-丙烯酸-醇酸水性分散体，具有低气味、高分子量、快干、初期耐水好、硬度高、光泽高、丰满度好、耐盐雾好等特点。
2、本发明的聚氨酯-丙烯酸-醇酸水性分散体制备方法，其工艺环保，可以做到低VOC或者无溶剂。
具体实施方式
在具体实施过程中，聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体及其制备方法和应用如下：
本发明的第一方面提供了聚氨酯-丙烯酸-醇酸水性分散体，制备原料包括单体Ⅰ、单体Ⅱ、单体Ⅲ、单体Ⅳ、引发剂、催化剂、酸或酸酐、二元醇和/或多元醇、共溶剂、扩链剂(胺类化合物)、中和剂、去离子水；
所述单体Ⅰ包括甲基丙烯酸、丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯等中的一种或两种以上，所述单体Ⅱ为异氰酸酯类单体，所述单体Ⅲ为功能单体。
根据本发明的一些实施方式，合成原料包括以下重量份计的组分：
根据本发明的一些实施方式，所述单体Ⅰ为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述单体Ⅱ为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、氢化苯基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、1,5-戊二异氰酸酯(PDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、四甲基苯二甲基二异氰酸酯(TMXDI)中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述单体Ⅲ为环保型常温自交联单体(SW898)、改性羟乙基丙烯酸脲(SW910)、双丙酮丙烯酰胺(DAAM)、己二酸二酰肼(ADH)、磷酸酯功能单体(PAM200)、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯(AAEM)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、2,2-二羟甲基丁酸(DMBA)、聚己内酯二元醇(LDMPA)中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述单体Ⅳ为大豆油、脱水蓖麻油中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述引发剂为过硫酸胺、亚硫酸氢钠中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述催化剂为氢氧化锂、有机铋催化剂(MB20)、机锡催化剂中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述酸或酸酐包括间苯二甲酸、对苯二甲酸、苯酐、顺酐、丁烯二酸、衣康酸等中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述二醇或多元醇为聚乙二酸新戊二醇酯二醇2000、三羟甲基丙烷、季戊四醇中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述共溶剂为二甲苯、正丁醇、异丁醇、异丙醇、丙酮等中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述胺类化合物为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、1,3-丙二胺、异氟尔酮二胺、1,2-环己二胺、1,4-环己二胺、1,2-环己二甲胺、1,4-环己二甲胺、1,5-戊二胺中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述中和剂为三乙胺、二异丙基乙胺(EDIPA)中的至少一种。
本发明的第二方面提供了制备上述聚氨酯-丙烯酸-醇酸分散体的方法，包括以下步骤：
S1：按配比，将二元醇和/或多元醇的一部分、单体Ⅳ、催化剂的一部分、酸或酸酐在搅拌状态下通氮气逐渐升温至230±2℃或240±2℃进行醇解或酯化反应，反应结束后得到预聚物Ⅰ；
S2：向预聚物Ⅰ中加入二元醇和/或多元醇的另一部分后升温至120℃真空脱水30min，降温至65℃以下加入单体Ⅱ进行反应，得到预聚物Ⅱ；
S3：向所述预聚物Ⅱ中加入共溶剂、单体Ⅰ、催化剂的另一部分，得到预聚物Ⅲ；
S4：向所述预聚物Ⅲ中加入中和剂，得到预聚物Ⅳ；
S5：向所述预聚物Ⅳ中加去离子水、胺类扩链剂(包括氨基硅烷偶联剂)、单体Ⅲ得到预乳化液；
S6：向所述预乳化液滴加引发剂进行乳液聚合，得到聚氨酯-丙烯酸-醇酸水性分散体。
本发明的第三方面提供了包含上述聚氨酯-丙烯酸-醇酸水性分散体的涂料组合物。
本发明的第四方面提供了一种涂覆产品，包括基材，以及涂布于所述基材上的聚氨酯-丙烯酸-醇酸水性分散体。
根据本发明的一些实施方式，所述基材包括木材、金属、玻璃、织物、纸张、玻璃纤维、聚合物纤维或石墨纤维。
以下是本发明的具体实施例，并结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
本实施例制备了一种聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体，具体过程为：
(1)将450g大豆油、450g脱水蓖麻油、136g季戊四醇加热通氮气并升温至150℃，然后加入0.2g氢氧化锂，升温至240℃反应，反应结束得到中间体Ⅰ。
(2)将40g聚己二酸新戊二醇酯二醇、93.7g中间体Ⅰ加入带有温度计的四口烧瓶中，通氮气120℃真空脱水30min，降温至65℃，加入88.9g IPDI升温至85℃保温反应，每半小时测NCO，当达到理论NCO值时，降温至65℃加入38.9g丙酮、85g甲基丙烯酸甲酯、30g甲基丙烯酸正丁酯、42g聚己内酯二元醇(LDMPA)、9.1g甲基丙烯酸羟乙酯、0.3g有机铋催化剂，65℃保温反应每隔1h测NCO，至达到理论值，降温至50℃，加入15.7g三乙胺中和10min；高速分散搅拌然后一次性加入710g去离子水及4.4g硅烷偶联剂(KH550只是例子中的一个基础原料，作用是其氨基与NCO反应)分散30min，加入2.6g DAAM得到聚氨酯-丙烯酸-醇酸预乳化液。
(3)将111.71g预乳化液垫底，剩余部分在70±2℃滴加3h，同步滴加17.26g浓度为1.5wt％的过硫酸氨水溶液和17.26g浓度为1.5wt％的亚硫酸氢钠水溶液，滴加完毕后保温1h在30min内第一次滴加4.4g浓度为1.5wt％的亚硫酸氢钠水溶液和4.4g叔丁基过氧化氢，再保温1h后在30min内第二次滴加4.4g浓度为1.5wt％含量的亚硫酸氢钠水溶液和4.4g叔丁基过氧化氢，再保温1h后在30min内第三次滴加4.4g浓度为1.5wt％的亚硫酸氢钠水溶液和4.4g叔丁基过氧化氢，保温1h后降温至40℃，用三乙胺调pH至8.0-8.5，40℃真空脱丙酮后，然后加入2.6g浓度为50wt％的ADH水溶液，得到聚氨酯-丙烯酸-醇酸水性分散体。
经检测，本实施例制备的聚氨酯-丙烯酸-醇酸水性分散体：
固含：35wt％；
粘度(25℃)mpa.s：150；
储存稳定性：12个月不分层；
外观：乳白半透蓝光液体；
粒径：120nm。
实施例2
本实施例制备了一种聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体，具体过程为：
(1)将900g脱水蓖麻油、136g季戊四醇加热通氮气并升温至150℃，然后加入0.2g氢氧化锂，升温至240℃反应，反应结束得到中间体Ⅱ。
(2)将40g聚己二酸新戊二醇酯二醇、93.7g中间体Ⅱ加入带有温度计的四口烧瓶中，通氮气120℃真空脱水30min，降温至65℃，加入88.9g IPDI升温至85℃保温反应，每半小时测NCO，当达到理论NCO值时，降温至65℃加入38.9g丙酮、85g甲基丙烯酸甲酯、30g甲基丙烯酸正丁酯、42g LDMPA、9.1g甲基丙烯酸羟乙酯、0.3g有机铋催化剂，65℃保温反应每隔1h测NCO，至达到理论值，降温至50℃，加入15.7g三乙胺中和10min；高速分散搅拌然后一次性加入710g去离子水及4.4g KH550分散30min，加入2.6gDAAM得到聚氨酯-丙烯酸-醇酸预乳化液。
(3)将111.71g预乳化液垫底，剩余部分在70±2℃滴加3h，同步滴加17.26g浓度为1.5wt％的过硫酸氨水溶液和17.26g浓度为1.5wt％的亚硫酸氢钠水溶液，滴加完毕后保温1h在30min内第一次滴加4.4g浓度为1.5wt％的亚硫酸氢钠水溶液和4.4g浓度为1.5wt％的叔丁基过氧化氢，再保温1h后在30min内第二次滴加4.4g浓度为1.5wt％的亚硫酸氢钠水溶液和4.4g叔丁基过氧化氢，再保温1h后在30min内第三次滴加4.4g浓度为1.5wt％的亚硫酸氢钠水溶液和4.4g叔丁基过氧化氢，保温1h后降温至40℃，用三乙胺调pH至8.0-8.5，40℃真空脱丙酮后，然后加入2.6g浓度为50wt％的ADH水溶液，得到聚氨酯-丙烯酸-醇酸水性分散体。
经检测，本实施例制备的聚氨酯-丙烯酸-醇酸水性分散体：
固含：35wt％；
粘度(25℃)mpa.s：200；
储存稳定性：12个月不分层；
外观：乳白半透蓝光液体；
粒径：120nm。
实施例3
本实施例制备了一种聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体，具体过程为：
(1)将900g亚麻油、136g季戊四醇加热通氮气并升温至150℃，然后加入0.2g氢氧化锂，升温至240℃反应，反应结束得到中间体Ⅲ。
(2)将40g聚己二酸新戊二醇酯二醇、93.7g中间体Ⅲ加入带有温度计的四口烧瓶中，通氮气120℃真空脱水30min，降温至65℃，加入88.9g IPDI升温至85℃保温反应，每半小时测NCO，当达到理论NCO值时，降温至65℃加入38.9g丙酮、85g甲基丙烯酸甲酯、30g甲基丙烯酸正丁酯、42g LDMPA、9.1g甲基丙烯酸羟乙酯、0.3g有机铋催化剂，65℃保温反应每隔1h测NCO，至达到理论值，降温至50℃，加入15.7g三乙胺中和10min；高速分散搅拌然后一次性加入710g去离子水及4.4g KH550分散30min，加入2.6gDAAM得到聚氨酯-丙烯酸-醇酸预乳化液。
(3)将111.71g预乳化液垫底，剩余部分在70±2℃滴加3h，同步滴加17.26g浓度为1.5wt％的过硫酸氨水溶液和17.26g浓度为1.5wt％的亚硫酸氢钠水溶液，滴加完毕后保温1h在30min内第一次滴加4.4g浓度为1.5wt％的亚硫酸氢钠水溶液和4.4g浓度为1.5wt％的叔丁基过氧化氢，再保温1h后在30min内第二次滴加4.4g浓度为1.5wt％的亚硫酸氢钠水溶液和4.4g叔丁基过氧化氢，再保温1h后在30min内第三次滴加4.4g浓度为1.5wt％的亚硫酸氢钠水溶液和4.4g叔丁基过氧化氢，保温1h后降温至40℃，用三乙胺调pH至8.0-8.5，40℃真空脱丙酮后，然后加入2.6g浓度为50wt％的ADH水溶液，得到聚氨酯-丙烯酸-醇酸水性分散体。
经检测，本实施例制备的聚氨酯-丙烯酸-醇酸水性分散体：
固含：35wt％；
粘度(25℃)mpa.s：150；
储存稳定性：12个月不分层；
外观：棕色蓝光液体；
粒径：120nm。
对比例
本对比例制备了一种聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体，具体过程为：
(1)将46.1g脱水蓖麻油酸、318.2g亚麻油酸、189g三羟甲基丙烷、55.5g苯甲酸、120.9g苯酐、顺酐7.5g和111g二甲苯加热通氮气并升温至180℃反应，5-6小时升温至230℃反应至酸值＜5，反应结束得到中间体Ⅳ。
(2)将100g中间体IV、76g乙二醇单丁醚加入带有温度计的四口烧瓶中，通氮气升温至130℃，滴加30g苯乙烯、22g甲基丙烯酸正丁酯、43.7g甲基丙烯酸甲酯和2.4gTBPB的混合物3-3.5小时，滴毕保温0.5小时，在130℃继续滴加5g甲基丙烯酸正丁酯、9.5g甲基丙烯酸甲酯、9.6g丙烯酸和1.0g TBPB的混合物0.5小时，然后第一次补加0.5gTBPB，保温1h；然后第二次补加0.5gTBPB引发剂，保温2小时，得到约75％固含水溶性丙烯酸改性醇酸树脂。
经检测，本对比例制备的水溶性丙烯酸改性醇酸树脂：
固含：75wt％；
粘度(25℃)mpa.s：35000；
储存稳定性：12个月不分层；
外观：黄色透明液体；
性能测试
进一步测试了实施例1至3、对比例制备的聚氨酯-丙烯酸-醇酸水性分散体性能。
应用上述聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体成品制备水性工业漆的制备方法，其制备过程包括色浆制备和调漆两个步骤。
(1)色浆制备：
首先，按质量百分比计，将去离子水6.67wt％加入至反应釜中，在搅拌状态下缓慢加入BYK190(润湿剂，德国毕克)2.5wt％和Foamex810(消泡剂，德国迪高)0.03wt％。
其次，缓慢加入R902(钛白粉，杜邦公司)25wt％，搅拌均匀后，使用磨砂机进行研磨至细度小于或等于20微米。
最后，放出制备完成的色浆备用。
(2)调漆：
首先，按质量百分比计，取上述获得的聚氨酯-丙烯酸-醇酸水性分散体成品64.0wt％加入调漆釜中，在搅拌状态下，加入浓度为25wt％的氨水0.5wt％中和。
其次，加入Foamex810(消泡剂，德国迪高)0.1wt％、Allnex 421(水性催催干剂，湛新)0.9wt％。
再次，在搅拌条件下，加入上述步骤获得的色浆34.2wt％。
再次，使用氨水调节pH值为7-8，并加入增稠剂OMG0620 0.2wt％、增稠剂OMG04340.1wt％和去离子水，调节至合适的粘度。
最后，用200目滤网过滤，获得所述水性工业漆。
下表为实施例1至3、对比例制备的水性工业漆按照HG/T4847-2015标准的性能测试结果，具体为：
上面结合实施例对本发明做了详细说明，本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体，其特征在于，合成原料包括单体Ⅰ、单体Ⅱ、单体Ⅲ、单体Ⅳ、引发剂、催化剂、酸或酸酐、二元醇和/或多元醇、共溶剂、扩链剂胺类化合物、中和剂、去离子水；按重量份数计，其组分如下：
2.根据权利要求1所述的聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体，其特征在于，单体Ⅰ为甲基丙烯酸、丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯中的一种或两种以上，单体Ⅱ为异氰酸酯类单体，单体Ⅲ为功能单体，单体Ⅳ为豆油、亚麻油、蓖麻油、脱水蓖麻油、豆油酸、亚油酸、桐亚油酸、脱水蓖麻油酸、蓖麻油酸、精致亚油酸、妥尔油酸、亚麻油酸中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体，其特征在于，异氰酸酯类化合物为IPDI、HDI、H12MDI、TDI、PDI、TMXDI中的至少一种，功能单体为磷酸酯、DAAM、ADH、AAEM、DMPA、DMBA、LDMPA、SW898、SW910中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体，其特征在于，引发剂为过氧化苯甲酰BPO、过氧化苯甲酰叔丁酯TBPB、过氧化环己酮CHPO、过氧化叔丁基TBHP、过氧化新戊酸叔戊酯TAPP、过硫酸盐中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体，其特征在于，催化剂为氢氧化锂、有机锡催化剂、有机铋催化剂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体，其特征在于，酸或酸酐为间苯二甲酸、对苯二甲酸、苯酐、顺酐、丁烯二酸、衣康酸中的至少一种，二醇或多元醇为聚碳酸酯多元醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇中的至少一种，共溶剂：二甲苯、正丁醇、异丁醇、异丙醇、丙酮中的至少一种，胺类化合物为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、1,3-丙二胺、异氟尔酮二胺、1,2-环己二胺、1,4-环己二胺、1,2-环己二甲胺、1,4-环己二甲胺，1,5-戊二胺中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体，其特征在于，中和剂为N,N-二甲基乙醇胺、三乙胺、氨水、AMP95、三乙醇胺、二乙醇胺、二乙胺中的至少一种。
8.一种权利要求1～7任一项所述的聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：按配比，将二元醇和或多元醇的1/4～3/4、单体Ⅳ、催化剂的1/4～3/4、酸或酸酐在搅拌状态下通氮气逐渐升温至230±2℃或240±2℃进行酯化或醇解反应，反应结束后得到预聚物Ⅰ；
S2：向预聚物Ⅰ中加入二元醇和/或多元醇的剩余部分后升温至120℃真空脱水30min，降温至65℃以下加入单体Ⅱ进行反应，得到预聚物Ⅱ；
S3：向所述预聚物Ⅱ中加入单体Ⅰ、共溶剂、催化剂的剩余部分，得到预聚物Ⅲ；
S4：向所述预聚物Ⅲ中加入中和剂，得到预聚物Ⅳ；
S5：向所述预聚物Ⅳ中加去离子水、胺类扩链剂(包括KH550)、单体Ⅲ得到预乳化液；
S6：向所述预乳化液滴加引发剂进行乳液聚合，得到聚氨酯-丙烯酸-醇酸水性分散体。
9.一种权利要求1-7任一项所述的聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体的应用，其特征在于，在基材上涂布聚氨酯-丙烯酸-醇酸水性分散体，形成涂覆产品。
10.根据权利要求9所述的聚氨酯-丙烯酸酯-醇酸水性分散体的应用，其特征在于，基材为木材、金属、玻璃、织物、纸张、玻璃纤维、聚合物纤维或石墨纤维。
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