本发明专利技术涉及一种自交联水性聚氨酯防水乳液，该乳液由A、B两组分按1:1的比例等量混合均匀而成。两种组分均由100-200份脂肪族二异氰酸酯、100-200份低聚物二元醇、25-30份扩链剂、100-200份惰性丙烯酸酯单体、25-30份羟基丙烯酸酯单体、5-25份交联单体、5-25份中和剂、2～4份过硫酸钾和500份去离子水制得，唯一的区别是A、B两组分的交联单体不同。本发明专利技术的防水乳液不含有机锡类催化剂，VOC极低，环保性优异，体系中各组分科学搭配，使得乳液的贮存稳定性高，涂膜与水泥、沥青、聚氨酯等基面的粘结能力强；由于引入了酮肼、环氧和肼的双重交联体系，涂膜在室温条件自交联后具有较强的耐水性，同时具有良好的回弹性，实用性较高。实用性较高。
【技术实现步骤摘要】
一种自交联水性聚氨酯防水乳液及其制备方法
[0001]本专利技术涉及防水乳液
，具体的说，是一种自交联水性聚氨酯防水乳液及其制备方法。
技术介绍
[0002]水性聚氨酯以水为连续相，极大地降低了树脂的合成成本，不仅保留了油溶性聚氨酯柔韧性极佳，耐磨性、耐化学腐蚀性好的优点，而且具有高分子量低粘、低味、无毒、不燃的特性，环保性和适用性较油溶性聚氨酯大为增强。可以说，用水性聚氨酯替代传统的油溶性聚氨酯比较符合市场的发展趋势，而将水性聚氨酯用于防水涂料更是集高附加值和环保性于一身，已经成为防水涂料的重要方向。
[0003]然而，大部分水性聚氨酯分散体都是线性结构，再加上分子链段中存在大量的亲水基团，将其直接用于防水涂料会存在涂膜的吸水率偏高，耐水性不佳的缺陷。所以，在实际施工过程中常常需要搭配水溶性交联剂，可以极大地增加聚氨酯分子链段的交联密度，提高涂层的力学性能，降低涂膜的吸水率。但这无疑会给施工带来不便，而且由于现场搅拌方式的多变，还会给体系引入过多的微气泡，降低涂层的整体性能。于是开发一种用于单组分防水涂料，并具有室温自交联功能的水性聚氨酯防水乳液就显得极其重要。
[0004]2014年12月陕西科技大学公开的中国专利CN 103113532 B介绍了一种利用双丙酮丙烯酰胺和二酰肼进行室温交联固化的水性聚氨酯的制备方法。其制备过程主要分为三步，首先合成乙烯基封端的水性聚氨酯分散体，然后将该分散体与DAAM共聚，完成后于体系中加入二酰肼交联剂得到交联型复合乳液。由于利用酮肼交联反应增大了聚氨酯线性链段的交联密度，涂膜的吸水率大大降低，其吸水率从39.36％降低到了18.92％。但对于防水乳液而言，18.92％的吸水率还是过高，而且该专利技术制备的乳液在储存过程中体系里的DAAM酮羰基和水溶性二酰肼的接触机会比较大，室温长期放置容易形成凝胶，长期贮存稳定性并不理想。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自交联水性聚氨酯防水乳液及其制备方法。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0007]一种自交联水性聚氨酯防水乳液，其包括A组分和B组分，由A组分和B组分按照1:1的比例等量混合均匀而成，A组分、B组分按照质量份的组成如下：
[0008][0009][0010]进一步的，A、B两组分唯一的区别是所包含的交联单体不同。
[0011]进一步的，A组分的交联单体为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯基三乙氧基硅烷和双丙酮丙烯酰胺。其中，乙烯基三乙氧基硅烷能显著增强涂膜的附着力，它们为体系构建交联结构，保证涂膜具有良好的力学性能和优异的耐水性。
[0012]进一步的，B组分的交联单体为甲基丙烯酸、马来酰肼。马来酰肼与A组分中的DAAM构成酮肼交联体系，两者的物质的量比为(0.5～1):1。
[0013]进一步的，脂肪族二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)中的至少一种。
[0014]进一步的，低聚物二元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚己内酯二醇、聚氧化丙烯二醇、聚丁二烯二醇中的至少一种。
[0015]进一步的，惰性丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯。
[0016]进一步的，羟基丙烯酸酯单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的至少一种。
[0017]进一步的，中和剂为三乙胺或氨水中的至少一种。
[0018]进一步的，扩链剂为二羟甲基丙酸和三羟甲基丙烷，两者的物质的量比为(5～10):1。
[0019]一种自交联水性聚氨酯防水乳液的制备方法包括以下步骤：
[0020](1)聚氨酯预聚体的合成：向干燥反应釜中加入低聚物二元醇，于120℃温度真空干燥2h，保证样品中所含水分的质量分数小于0.1％，然后降温到90℃，加入脂肪族二异氰酸酯，反应2～4h；再降温至85℃，加入扩链剂，此时体系粘度逐渐上升，将惰性丙烯酸酯单体全部加入进行稀释，反应1.5～2h，搅拌器混合均匀得到端基为异氰酸酯基的聚氨酯预聚体；
[0021](2)改性聚氨酯预聚体的合成：在85℃温度下将羟基丙烯酸酯单体加入到步骤(1)
所得到的聚氨酯预聚体中反应2～3h，得到端基为乙烯基的改性聚氨酯预聚体；
[0022](3)水性聚氨酯的制备：降温至40℃，向步骤(2)中的改性聚氨酯预聚体加入中和剂，反应15min，然后加入功能单体；边搅拌边加入去离子水，2500RPM高速乳化20min。降低搅拌器转速至800～1000RPM，升温至80℃，然后滴加过硫酸钾水溶液，在4h内滴加完毕，滴完后保温反应1h；降温至室温，经100目滤网过滤得到自交联水性聚氨酯防水乳液A组分或B组分，其固含为50％；
[0023]进一步的，步骤(1)中，二异氰酸酯和低聚物二元醇的物质的量比为1.5:1～3:1，二异氰酸酯与扩链剂的物质的量比为2:1～6:1。
[0024]进一步的，步骤(2)中，二异氰酸酯与羟基丙烯酸酯单体的物质的量比为3:1～12:1。
[0025]进一步的，步骤(3)中，过硫酸钾水溶液由1～3份的过硫酸钾溶于100份去离子水中制得。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的积极效果是：
[0027]本申请的防水乳液不含有机锡类催化剂，VOC极低，环保性优异；由于引入了酮肼交联、环氧和肼的双重交联体系，在室温条件自交联后使得聚氨酯分子链段的交联密度显著增高，极大地提高了涂膜的耐水性；在水中分散时，A、B两组分的水性聚氨酯壳层对内部的交联剂具有一定程度的保护作用，从而避免了两个组分的交联基团直接接触，极大地增强了乳液的贮存稳定性；体系中各组分科学搭配，使得乳液的温度适用范围广，涂膜与水泥、沥青、聚氨酯等基面的粘结能力强，同时具有优异的回弹性，实用性较高。
【具体实施方式】
[0028]以下提供本专利技术一种自交联水性聚氨酯防水乳液及其制备方法的具体实施方式。
[0029]实施例1
[0030]一种自交联水性聚氨酯防水乳液，包括A组分和B组分，其中A组分的制备过程如下：
[0031](1)聚氨酯预聚体的合成：向干燥反应釜中加入180份聚己二酸乙二醇酯二醇，于120℃温度真空干燥2h，保证样品中所含水分的质量分数小于0.1％，然后降温到90℃，加入150份异佛尔酮二异氰酸酯，反应3h；再降温至85℃，将20份甲基丙烯酸甲酯、40份丙烯酸丁酯、5份丙烯酸-2-乙基己酯加入到体系中进行稀释，然后加入25份二羟甲基丙酸和5份三羟甲基丙烷，反应2h，搅拌器混合均匀得到端基为异氰酸酯基的聚氨酯预聚体。
[0032](2)改性聚氨酯预聚体的合成：在85℃温度下将29份丙烯酸羟乙酯加入到步骤(1)所得到的聚氨酯预聚体中反应2h，得到端基为乙烯基的改性聚氨酯预聚体。
[0033](3)水性聚氨酯的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种自交联水性聚氨酯防水乳液，其特征在于，其包括A组分和B组分，由A组分和B组分按照1:1的比例等量混合均匀而成，A组分、B组分按照质量份的组成如下：A、B两组分唯一的区别是所包含的交联单体不同。2.如权利要求1所述的一种自交联水性聚氨酯防水乳液，其特征在于，A组分的交联单体为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯基三乙氧基硅烷和双丙酮丙烯酰胺。其中，乙烯基三乙氧基硅烷能显著增强涂膜的附着力，它们为体系构建交联结构，保证涂膜具有良好的力学性能和优异的耐水性。3.如权利要求1所述的一种自交联水性聚氨酯防水乳液，其特征在于，B组分的交联单体为甲基丙烯酸、马来酰肼。马来酰肼与A组分中的DAAM构成酮肼交联体系，两者的物质的量比为(0.5～1):1。4.如权利要求1所述的一种自交联水性聚氨酯防水乳液，其特征在于，脂肪族二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)中的至少一种。5.如权利要求1所述的一种自交联水性聚氨酯防水乳液，其特征在于，低聚物二元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚己内酯二醇、聚氧化丙烯二醇、聚丁二烯二醇中的至少一种。6.如权利要求1所述的一种自交联水性聚氨酯防水乳液，其特征在于，惰性丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯。7.如权利要求1所述的一种自交联水性聚氨酯防水乳液，其特征在于，羟基丙烯酸酯单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的至少一种。8.如权利要求1所述的一种自交联水性聚氨酯防水乳液，其特征在于，中和剂为三乙胺或氨水中的至少一种。9.如权利要求1所述的一种自交联水性聚氨酯防水乳液，其特征在于，进一步的，扩链剂为二羟甲基丙酸和三羟甲基丙烷，两者的...
【专利技术属性】
技术研发人员：周英亮，
申请(专利权)人：上海伟星新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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