一种水性聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种水性聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液及其制备方法。所述水性聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液是先以二异氰酸酯、阻燃多元醇、非阻燃多元醇、含酸性基团的扩链剂、羟基丙烯酸酯和封端剂为原料，通过化学接枝的方法制备出含有碳碳双键的含磷水性聚氨酯乳液，再在磷酸酯类表面活性剂的保护下，以丙烯酸酯、含碳碳双键的磷酸酯、乙烯基硅油、乙烯基硅烷偶联剂、丙烯酸类交联剂为原料进行乳液聚合，制备得到。本发明专利技术提供的水性聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液具有较高的固含量，干燥用时少，其干燥后的制品具有良好的阻燃性能和耐热分解性能。

Waterborne polyurethane acrylate copolymer emulsion and preparation method thereof

The invention provides a water borne polyurethane acrylate copolymer emulsion and a preparation method thereof. The waterborne polyurethane acrylate copolymer emulsion was synthesizedusing diisocyanate, flame retardant polyols, flame retardant polyols, with acidic group chain extender, hydroxyl acrylate and capping agent as raw materials, through the methods of chemical grafting were prepared containing water containing carbon carbon double bond polyurethane emulsion, and then in the protection of phosphate ester surfactant, phosphate ester, vinyl silicone oil, vinyl silane coupling agent, acrylic acrylate, crosslinking agent containing carbon carbon double bond as raw materials were prepared by emulsion polymerization. The water borne polyurethane acrylate copolymer emulsion has high solid content and little drying time, and the products after drying have good flame retardant property and heat resistance decomposition property.

【技术实现步骤摘要】
一种水性聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液及其制备方法
本专利技术属于化工
，具体涉及一种水性聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液及其制备方法。
技术介绍
水性聚氨酯(PUD)乳液和水性丙烯酸酯(PA)乳液是目前大量广泛使用的两类高分子材料，已广泛应用作涂料、油墨、胶黏剂的基料。其中，PUD乳液具有优异的耐低温性、耐磨性和耐溶剂性，但稳定性差、固含量低且成本高；PA乳液最大的特点就是成本低，且硬度高、改性化途径多、固含量相对高，但是存在明显的“热粘冷脆”的缺点。PUD和PA各有特点，将二者共聚形成的水性聚氨酯丙烯酸酯(PUA)共聚乳液综合了两者的优点，目前已越来越受到重视并被广泛应用于家具、造纸、建筑等行业。由于PUA乳液中含有聚氨酯，其成膜制品燃烧时会产生氰化物等剧毒物质，因此工业上对于其阻燃性能有较高要求。而且，大火中温度往往可以达到300℃以上，此时大部分聚氨酯和聚丙烯酸酯材料本身的也会发生热分解，因此，除了阻燃性，PUA乳液制品的有耐热性也有待提高。CN1597739A公开了一种新型聚氨酯/聚丙烯酸酯胶乳互穿网络聚合物乳液材料及其合成工艺，但是不涉及对乳液阻燃性和耐热性能的改进。CN105238本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液，其特征在于，所述水性聚氨酯丙烯酸共聚乳液的制备原料包括如下组分：A组分，包括：10‑60wt％的二异氰酸酯、10‑75wt％的阻燃多元醇、0‑75wt％的非阻燃多元醇、3‑8wt％的含酸性基团的扩链剂、1.5‑18wt％的羟基丙烯酸酯和0.5‑10wt％的封端剂；中和剂，所述中和剂中碱性基团占所述含酸性基团的扩链剂中酸性基团摩尔量的90‑150％；占所述A组分总质量0‑8％的小分子扩链剂；占所述A组分总质量25‑400％的B组分，所述B组分包括：20‑75wt％的丙烯酸酯单体、10‑50wt％的含碳碳双键的磷酸酯、5‑30wt％的乙烯基硅油、1‑5wt％的乙烯基...

【技术特征摘要】
1.一种水性聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液，其特征在于，所述水性聚氨酯丙烯酸共聚乳液的制备原料包括如下组分：A组分，包括：10-60wt％的二异氰酸酯、10-75wt％的阻燃多元醇、0-75wt％的非阻燃多元醇、3-8wt％的含酸性基团的扩链剂、1.5-18wt％的羟基丙烯酸酯和0.5-10wt％的封端剂；中和剂，所述中和剂中碱性基团占所述含酸性基团的扩链剂中酸性基团摩尔量的90-150％；占所述A组分总质量0-8％的小分子扩链剂；占所述A组分总质量25-400％的B组分，所述B组分包括：20-75wt％的丙烯酸酯单体、10-50wt％的含碳碳双键的磷酸酯、5-30wt％的乙烯基硅油、1-5wt％的乙烯基硅烷偶联剂和1-4wt％的交联剂；以及占所述B组分总质量1-5％的磷酸酯类表面活性剂和0.1-1％的引发剂。2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液，其特征在于，所述B组分占所述A组分总质量的50-200％。3.根据权利要求1或2所述的水性聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液，其特征在于，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、苯二甲撑二异氰酸酯或四甲基苯二甲基二异氰酸酯中的一种或至少两种的组合；优选地，所述阻燃多元醇为磷酸酯类多元醇；优选地，所述磷酸酯类多元醇选自磷酸酯类聚醚多元醇、磷酸酯类聚酯多元醇或磷酸酯类聚醚-聚酯多元醇中的一种或至少两种的组合；优选地，所述非阻燃多元醇选自聚醚二元醇、聚酯二元醇、聚碳酸酯二醇、聚丁二烯二醇、聚己内酯二醇、聚碳酸亚酯多元醇或聚丙烯酸酯多元醇中的一种或至少两种的组合；优选地，所述聚醚二元醇为聚四氢呋喃二醇。4.根据权利要求1-3中任一项所述的水性聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液，其特征在于，所述含酸性基团的扩链剂选自二羟甲基磷酸、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、酒石酸或含磺酸结构的二元醇中的一种或至少两种的组合，优选二羟甲基磷酸；优选地，所述羟基丙烯酸酯选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟丁酯中的一种或至少两种的组合；优选地，所述封端剂为含单羟基的磷酸酯；优选地，所述含单羟基的磷酸酯为2-羟乙基磷酸二甲酯和/或羟甲基磷酸二乙酯。5.根据权利要求1-4中任一项所述的水性聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液，其特征在于，所述中和剂选自氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、三乙胺或三正丁胺中的一种或至少两种的组合；优选地，所述小分子扩链剂选自乙二胺、异佛尔酮二胺、己二胺、哌嗪、水合肼、二乙烯三胺或三乙烯四胺中的一种或至少两种的组合。6.根据权利要求1-5中任一项所述的水性聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液，其特征在于，所述丙烯酸酯单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异冰片酯、苯乙烯，甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸正丁酯中的一种或至少两种的组合；优选地，所述含碳碳双键的磷酸酯为2-羟基乙基甲基丙烯酸磷酸酯和/或法国罗地亚公司的PAM-300；优选地，所述乙烯基硅油至少有一端为乙烯基封端；优选地，所述乙烯基硅油在25℃下的粘度为10-1000cp；优选地，所述乙烯基硅烷偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三异丙氧基硅烷中的一种或至少两种的组合；优选地，所述交联剂选自羟甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺/己二酸二酰肼、异丁氧基甲基丙烯酰胺或甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯中的一种或至少两种的组合。7.根据权利要求1-6中任一项所述的水性聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液，其特征在于，所述磷酸酯类表面活性剂为反应型或非反应型磷酸酯类表面活性剂；优选地，所述反应型磷酸酯类表面活性剂为上海艾迪科精细化工有限公司的REASOAPPP-70；优选地，所述非反应型磷酸酯类表面活性剂选自南京亨斯曼化工有限公司的EMPIPHOSDF1313、南京亨斯曼化工有限公司的EMPIPHOSDF1326、南京亨斯曼化工有限公司的E...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢开平，朱瑞霆，麦伟林，卢浩标，卢杰宏，陈镜宏，
申请(专利权)人：东莞长联新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44