專利名稱：一種聚氨酯交聯(lián)改性的丙烯酸酯彈性乳液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚氨酯微交聯(lián)改性的丙烯酸酯彈性乳液的制備方法，該乳液可以用于配制高裝飾性內(nèi)外墻彈性乳膠漆
背景技術(shù)：
丙烯酸酯共聚物乳液成膜后具有高裝飾性和成膜性，而聚氨酯具有高彈性、附著力和耐水性，將二者復(fù)合可以得到較高綜合性能的聚合物水性乳液。很多人已經(jīng)開展了聚氨酯改性丙烯酸酯乳液的研究工作，但是多是將兩種水性乳液進(jìn)行物理混合，二者相容性差，難以實(shí)現(xiàn)完美的復(fù)合。紀(jì)晨旭等報(bào)道了一種聚氨酯微交聯(lián)的丙烯酸酯彈性乳液的制備方法(涂料工業(yè)，2010，40 (7) :46-49)，是用分子量較高(1000以上)的聚醚二醇與甲苯二異氰酸酯(TDI)預(yù)聚合成出兩端帶有異氰酸酯基的聚氨酯預(yù)聚物，通過(guò)與丙烯酸羥乙酯封 端制備大分子交聯(lián)劑后，與丙烯酸酯等共聚得到聚氨酯微交聯(lián)的彈性乳液，但是由于端羥基聚醚的分子量很大，所制備的大分子交聯(lián)劑的分子量達(dá)到了 1582，一個(gè)大分子中只含有四個(gè)氨酯鍵，當(dāng)將其作為微交聯(lián)劑參與共聚時(shí)，加入的大分子交聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2%左右，否則容易破乳交聯(lián)或者發(fā)生凝膠化反應(yīng)，而使乳液聚合失敗，而，此時(shí)，交聯(lián)劑的摩爾分?jǐn)?shù)只有O. 15%左右，這樣，引入共聚物中的氨酯鍵就極少，改性的效果并不明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服現(xiàn)有聚氨酯微交聯(lián)丙烯酸酯彈性乳液制備技術(shù)的不足，提供一種含有較多氨酯鍵的大分子交聯(lián)劑的方法，并以其為交聯(lián)劑通過(guò)乳液共聚合合成出了改性效果明顯的聚氨酯微交聯(lián)丙烯酸酯彈性乳液。含有氨酯鍵的交聯(lián)劑的制備方法為I、聚氨酯預(yù)聚物的合成將小分子二元醇經(jīng)過(guò)充分干燥后與二異氰酸酯在80°C左右進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)2-3小時(shí)，通過(guò)控制二異氰酸酯與二元醇的摩爾比，使二異氰酸酯過(guò)量，制備具有如下結(jié)構(gòu)的端異氰酸酯預(yù)聚物。當(dāng)二元醇與二異氰酸酯的摩爾比為I : 2時(shí)，η = O ;當(dāng)二者的摩爾比為2 3時(shí)，η = I ;當(dāng)二者的摩爾比為3 4時(shí)，η = 2，以此類推，這樣可以在預(yù)聚物中引入多個(gè)氨酯鍵，本發(fā)明中控制η在1-4之間
權(quán)利要求
1.一種聚氨酯交聯(lián)劑的制備方法，包括以下步驟 1)將小分子二元醇經(jīng)過(guò)充分干燥后與過(guò)量的二異氰酸酯在80°c左右進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)2-3小時(shí)，使二異氰酸酯過(guò)量，制備具有如下結(jié)構(gòu)的端異氰酸酯預(yù)聚物。
2.按照權(quán)利要求I所述的聚氨酯交聯(lián)劑，其特征在于，其聚合度η在1-4之間。
3.按照權(quán)利要求I所述的聚氨酯交聯(lián)劑，其特征在于，所述的小分子二元醇是選自乙二醇、1，4_ 丁二醇、1，6-己二醇、一縮二乙二醇、二縮三乙二醇、戊二醇、辛二醇、癸二醇中的一種。
4.按照權(quán)利要求I所述的聚氨酯交聯(lián)劑，其特征在于，所述的二異氰酸酯選自2，4-甲苯二異氰酸酯(2，4-TDI)、2，4-甲苯二異氰酸酯/2，6-甲苯二異氰酸酯混合物、異弗爾酮二異氰酸酯(IPDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、1，5-萘二異氰酸酯(NDI)。
5.一種以權(quán)力要求I所述的聚氨酯交聯(lián)劑改性的丙烯酸酯彈性乳液，其特征在于該乳液的配方包括
6.按照權(quán)利要求4所述配方的聚氨酯改性彈性乳液，其制備方法為 將去離子水置于反應(yīng)瓶中，加入配方量的陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑作為復(fù)合乳化劑，水溶性過(guò)硫酸鹽引發(fā)劑，攪拌升溫至60-90°C，將按照權(quán)利要求I所述合成的聚氨酯交聯(lián)劑溶于丙烯酸系單體與甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸混合單體中，于2-3小時(shí)內(nèi)滴加到反應(yīng)瓶中，再保溫反應(yīng)2-3小時(shí)，就得到了聚氨酯改性的丙烯酸酯彈性乳液。
7.按照權(quán)利要求4和5所述的丙烯酸系單體包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯。
8.按照權(quán)利要求4和5所述的陰離子表面活性劑是十二烷基硫酸鈉或者十二烷基苯磺酸鈉。
9.按照權(quán)利要求4和5所述的非離子表面活性劑選自烷基酚聚氧乙烯醚。
10.按照權(quán)利要求4和5所述的水溶性引發(fā)劑選自過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨。
全文摘要
本發(fā)明述及一種含有端雙鍵的聚氨酯交聯(lián)劑的制備方法，以小分子二元醇與過(guò)量的二異氰酸酯進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)后與丙烯酸β-羥基乙酯進(jìn)行封端反應(yīng)而得到，以其為微交聯(lián)劑，合成了水性丙烯酸酯彈性乳液，該彈性乳液具有很好的機(jī)械強(qiáng)度和彈性，可以用于制備水性彈性乳膠漆。
文檔編號(hào)C08F222/22GK102952041SQ20111024464
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者姚金水, 李梅, 劉偉良, 喬從德, 張獻(xiàn), 楊寧 申請(qǐng)人:山東輕工業(yè)學(xué)院