The invention provides a pure waterborne polyurethane acrylate emulsion and a preparation method thereof. The preparation method of the pure waterborne polyurethane acrylate emulsion is characterized by its raw materials, calculated according to the weight fraction, and its composition and content are as follows: 20~45 polyisocyanates, 15~40 oligomers, polyols, 1~9 hydrophilic chain extenders, 5~15 acrylate and neutralizer. 1-5 phr; deionized water 35-50 phr; catalyst 0-1 phr. The waterborne polyurethane acrylate emulsion prepared by the invention has low viscosity, uniform size, high solid content, and has significant narrow distribution characteristics, so that polyurethane acrylate emulsion has excellent comprehensive properties, and can be applied to environmental protection coatings, water-based ink and other fields.
【技术实现步骤摘要】
一种纯水性聚氨酯丙烯酸酯乳液及其制备方法
本专利技术涉及一种纳米窄带型纯水性聚氨酯丙烯酸酯乳液及其制备方法,属于功能高分子材料
技术介绍
纯水性聚氨酯丙烯酸酯是指在不添加任何有机溶剂情况下,合成的一类分子结构中同时含有丙烯酸官能团和氨基甲酸酯基团的纯水基高分子化合物。其兼有聚氨酯良好的抗拉强度、耐磨性、柔韧性和丙烯酸酯卓越的光学性能、耐候性。与传统的水性聚氨酯丙烯酸酯相比,纯水性聚氨酯丙烯酸酯具有无毒和对环境负荷低等环保优势,因而可作为基体树脂,用于涂料、胶粘剂、油漆和油墨等高污染行业。传统水性聚氨酯丙烯酸酯制备常采用预聚体分散法和丙酮法。预聚体分散法在合成中导入亲水成分,得到亲水改性的预聚体,乳化的同时进行扩链反应;丙酮法是指以有机溶剂稀释预聚体,再进行乳化。两种方法在合成过程中均存在预聚体粘度高的问题,聚合后期会引入大量丙酮等有机溶剂来降低体系粘度,经水乳化后,虽然体系能够达到纳米级,但体系仍存在粒径分布不均一,固含量低等问题。同时有机溶剂的使用必然会带来一定的环境污染,无法做到真正的零VOC。因此迫切需要开发一种粘度低、分散窄、高固含量且成本低的纯水性纳米聚氨酯丙烯酸酯乳液及其制备方法,从而有效解决目前水性聚氨酯丙烯酸酯合成过程中粘度和粒径分布相矛盾的问题,在油性转水性环保政策无米下锅的窘境里实现真正的水性树脂。
技术实现思路
本专利技术的目的之一,是开发一种低粘度、高固含量、粒径分散指数低的纳米窄带型纯水性聚氨酯丙烯酸树脂,从而解决目前水性树脂粘度大、粒径分布不均一、环保性不足以及固含量低、成本高的问题。本专利技术的目的之二,针对目前水性树脂 ...
【技术保护点】
1.一种纯水性聚氨酯丙烯酸酯乳液的制备方法,其特征在于,其所用的原料,按重量份数计算,其组成及含量如下:
【技术特征摘要】
1.一种纯水性聚氨酯丙烯酸酯乳液的制备方法,其特征在于,其所用的原料,按重量份数计算,其组成及含量如下:其中,所述的多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的一种或两种以上;所述的低聚物多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚氧化乙烯二醇、聚己二酸己二醇和蓖麻油中的一种或两种以上;所述的亲水扩链剂为2,2-二羟甲基丙酸和2,2-二羟甲基丁酸中的一种或两种;所述的丙烯酸酯为甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和丙烯酸羟丁酯中的一种或两种以上;所述的中和剂为氢氧化钠、氨水、三乙胺和环氧氯丙烷中的一种或两种以上;所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡;所述的制备方法包括:步骤1:将低聚物多元醇在温度90~140℃下真空脱水80~160min;降温至50~85℃后,在惰性气体或氮气保护下滴加多异氰酸酯和催化剂,保温反应60~90min,之后在40~80℃下加入亲水扩链剂,保温反应60~90min,后制得亲水性聚氨酯;步骤2:将丙烯酸酯滴入步骤1所制的亲水性聚氨酯中,滴加完毕后在40~80℃下保温反应15~30min,随后降温至30~75℃,加入中和剂反应20~40min,制得亲水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体;步骤3:将去离子水在1500~3000rpm/min的搅拌转速下加入到步骤2所制得的预聚体中进行乳化,乳化时间为15~30min,制备出粒径为25~55nm的纯水性聚氨酯丙烯酸酯乳液。2.如权利要求1所述的纯水性聚氨酯丙烯酸酯乳液的制备方法,其特征在于,所述的纯水性聚氨酯丙...
【专利技术属性】
技术研发人员:贾润萍,刘珂,何新耀,代倩蓉,
申请(专利权)人:上海应用技术大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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