包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳，其中所述聚氨酯改性羧基丁苯共聚物中聚氨酯和羧基丁苯共聚物经由共价键连接，并且所述聚氨酯包含亲水基。本发明专利技术还提供了一种制备所述胶乳的方法。本发明专利技术的包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳兼具了羧基丁苯胶乳和聚氨酯胶乳两者的优点，性能优异，可作为粘合剂用于地毯生产、建筑、造纸、皮革、纺织印染和水泥。

【技术实现步骤摘要】
包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳及其制备方法
本专利技术涉及一种包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳及其制备方法。本专利技术还涉及所述胶乳在地毯生产、建筑、造纸、皮革、纺织印染和水泥中作为粘合剂的用途。技术背景地毯是一种特殊的织品，生产过程中需要用粘合剂进行背面涂覆，其主要作用不仅仅是锚固簇绒和固定纤维背衬，而且赋予地毯以手感，起到稳定尺寸、防水、耐磨、提高强度和使用寿命的作用。数十年来，地毯背衬胶也从最早的天然胶乳逐渐发展到现在以丁苯胶乳为主的合成胶乳，尤其是羧基丁苯胶乳以其优良的性价比而成为地毯胶的主流产品。丁苯胶乳是由丁二烯和苯乙烯通过乳液聚合而制得，是较早用作地毯胶的合成胶乳。后来人们发现，将不饱和酸单体作为第三组分引入到丁苯共聚体系中，所得羧基丁苯胶乳可以显著提高胶乳对地毯织物的粘接强度；另外羧基丁苯胶乳原料易得，投资少，生产成本较低，因而很快占领了地毯胶市场。关于羧基丁苯胶乳的合成方法，许多专利和文献中已有报道，如US4876293、US5726259、CN87105487A、CN103755872A。但是，发现羧基丁苯胶乳生产的地毯在湿剥离强度、抗龟裂和手感方面比较欠缺，不能满足高档地毯的要求。聚氨酯胶乳具有粘接强度高、耐低温、耐磨、性能可调等优点，已在涂料、粘合剂、织物整理、皮革涂饰、汽车漆等领域得到了广泛应用。关于聚氨酯胶乳的合成方法，许多专利和文献中已有详细报道，例如参见US5221710、CN201410139090.2。CN1250497A描述了聚氨酯胶乳作为粘合剂制备地毯胶。尽管聚氨酯胶乳能够满足高级地毯对综合性能的要求，但与羧基丁苯胶乳相比价格昂贵，难以在地毯行业得到广泛应用。
技术实现思路
鉴于上述现有技术状况，本专利技术的专利技术人进行了广泛深入的研究，结果发现当将本专利技术的包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳用于地毯生产时，所得地毯具有良好的机械稳定性、化学稳定性、浸水尺寸稳定性、剥离强度高、绒簇拔出力高且耐老化性能好。本专利技术的包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳兼具羧基丁苯胶乳和聚氨酯胶乳优点，是一种具有良好性价比的新材料。另外还发现，本专利技术的包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳可以在少加甚至不加乳化剂的条件下来制备。不加或少加乳化剂也可以提高产品的耐水性。进一步发现，若在上述聚氨酯分子中引入少量可自由基聚合的碳碳双键，则可以在引发剂的存在下，通过自由基聚合机理将苯乙烯、丁二烯、不饱和酸和其它烯类单体共聚到聚氨酯分子链上，而且聚合过程稳定，所得聚氨酯-羧基丁苯共聚胶乳稳定性好，易于产业化。本专利技术正是基于以上发现得以完成。本专利技术的目的是提供一种性能优异、性价比高的合成胶乳。当将本专利技术胶乳用于地毯生产中时，所得地毯具有良好的机械稳定性、化学稳定性、浸水尺寸稳定性、剥离强度高、绒簇拔出力高且耐老化性能好。本专利技术的另一目的是提供一种制备所述合成胶乳的方法。实现本专利技术目的的技术方案可以概括如下：1.一种包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳，其中所述聚氨酯改性羧基丁苯共聚物中聚氨酯和羧基丁苯共聚物经由共价键连接，并且所述聚氨酯包含亲水基。2.根据第1项的包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳，其中在所述聚氨酯改性羧基丁苯共聚物中聚氨酯和羧基丁苯共聚物的重量比为40:60-3:97，优选30:70-5:95，更优选25:75-8:92；和/或所述聚氨酯上的亲水基选自羧基、磺酸基及其盐。3.根据第1或2项的包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳，其中所述聚氨酯通过使多元醇与多异氰酸酯进行加聚反应，然后进一步与含所述亲水基的扩链剂、另一小分子扩链剂以及具有可与异氰酸酯基反应的基团和可自由基聚合碳碳双键的单体进行加聚反应而制备。4.根据第3项的包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳，其中所述多元醇的分子量为400-4000g/mol，优选600-3000g/mol；和/或其中所述多元醇选自羟值为20-200mgKOH/g，优选40-120mgKOH/g，更优选50-100mgKOH/g的聚酯多元醇和聚醚多元醇。5.根据第3或4项的包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳，其中所述包含亲水基的扩链剂选自2,2-二羟甲基丙酸、2,2-二羟甲基丁酸、1,2-二羟基-3-丙磺酸钠、1,4-丁二醇-2-磺酸钠、乙二氨基乙磺酸钠和乙二羟基乙磺酸钠。6.根据第3-5项中任一项的包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳，其中所述具有可与异氰酸酯基反应的基团和可自由基聚合碳碳双键的单体选自具有1-10个碳原子的二醇与具有3-10个碳原子的α,β-烯属不饱和单-和/或二羧酸及其酸酐的酯或带有羟基的丙烯酰胺，优选(甲基)丙烯酸C2-C6羟基烷基酯，以及N,N-双(C2-C6羟烷基)丙烯酰胺；和/或其中所述具有可与异氰酸酯基反应的基团和可自由基聚合碳碳双键的单体的量为0.1-5重量％，优选0.2-2重量％，更优选0.3-1重量％，以用于制备聚氨酯的各组分重量之和为基准。7.根据第1-6项中任一项的包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳，其中所述羧基丁苯共聚物基于该羧基丁苯共聚物重量包含1-15重量％，优选1.5-12重量％，更优选2-8重量％的单烯属不饱和羧酸单体单元；和/或其中所述单烯属不饱和羧酸选自含有不超过10个碳原子的单烯属不饱和羧酸，优选不超过6个碳原子的单烯属不饱和羧酸。8.一种制备如第1-7项中任一项所定义的包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳的方法，其包括a)通过加聚反应制备具有可自由基聚合碳碳双键和亲水基的聚氨酯，和b)在由步骤a)得到的具有可自由基聚合碳碳双键和亲水基的聚氨酯存在下，通过乳液聚合制备羧基丁苯共聚物，得到包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳。9.根据第8项的方法，其中步骤b)中的乳液聚合可在不加入乳化剂下进行。10.如第1-7项中任一项所定义的包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳在地毯生产、建筑、造纸、皮革、纺织印染和水泥中作为粘合剂的用途。具体实施方式本专利技术的一个方面涉及一种包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳，其中所述聚氨酯改性羧基丁苯共聚物中聚氨酯和羧基丁苯共聚物经由共价键连接，并且所述聚氨酯包含亲水基。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述聚氨酯改性羧基丁苯共聚物中，聚氨酯和羧基丁苯共聚物的重量比为40:60-3:97，优选30:70-5:95，更优选25:75-8:92。根据本专利技术，所述聚氨酯上的亲水基可选自羧基、磺酸基及其盐。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述聚氨酯通过使多元醇与多异氰酸酯进行加聚反应，然后进一步与含所述亲水基的扩链剂、另一小分子扩链剂以及具有可与异氰酸酯基反应的基团和可自由基聚合碳碳双键的单体进行加聚反应而制备。多元醇可以是本领域常用于制备聚氨酯的那些。但是，优选所述多元醇的分子量为400-4000g/mol，优选600-3000g/mol。优选多元醇选自羟值为20-200mgKOH/g，优选40-120mgKOH/g，更优选50-100mgKOH/g的聚酯多元醇和聚醚多元醇。优选使用通过使二元醇与二元羧酸反应而获得的聚酯多元醇。除游离的二元羧酸外，还可使用相应的二元羧酸酐来制备聚酯多元醇。二元羧酸可为脂族、环脂族、芳脂族、芳族或杂环的。实例为辛二酸、壬二酸、邻苯二甲酸和间苯二甲酸，邻苯二甲酸酐、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳，其中所述聚氨酯改性羧基丁苯共聚物中聚氨酯和羧基丁苯共聚物经由共价键连接，并且所述聚氨酯包含亲水基。

【技术特征摘要】
1.一种包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳，其中所述聚氨酯改性羧基丁苯共聚物中聚氨酯和羧基丁苯共聚物经由共价键连接，并且所述聚氨酯包含亲水基。2.根据权利要求1的包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳，其中在所述聚氨酯改性羧基丁苯共聚物中聚氨酯和羧基丁苯共聚物的重量比为40:60-3:97，优选30:70-5:95，更优选25:75-8:92；和/或所述聚氨酯上的亲水基选自羧基、磺酸基及其盐。3.根据权利要求1或2的包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳，其中所述聚氨酯通过使多元醇与多异氰酸酯进行加聚反应，然后进一步与含所述亲水基的扩链剂、另一小分子扩链剂以及具有可与异氰酸酯基反应的基团和可自由基聚合碳碳双键的单体进行加聚反应而制备。4.根据权利要求3的包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳，其中所述多元醇的分子量为400-4000g/mol，优选600-3000g/mol；和/或其中所述多元醇选自羟值为20-200mgKOH/g，优选40-120mgKOH/g，更优选50-100mgKOH/g的聚酯多元醇和聚醚多元醇。5.根据权利要求3或4的包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳，其中所述包含亲水基的扩链剂选自2,2-二羟甲基丙酸、2,2-二羟甲基丁酸、1,2-二羟基-3-丙磺酸钠、1,4-丁二醇-2-磺酸钠、乙二氨基乙磺酸钠和乙二羟基乙磺酸钠。6.根据权利要求3-5中任一项的包含聚氨酯改性羧基丁苯共聚物的胶乳，其中所述具有可与异氰酸酯基反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：江一明，陈卓雄，蔡辉，董巍，伍云俊，
申请(专利权)人：新辉中国新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44