本发明专利技术涉及一种羟基型水性聚氨酯－丙烯酸酯树脂杂化体的制备方法。羟基型水性聚氨酯－丙烯酸酯树脂杂化体的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：１）端（甲基）丙烯酸酯基水性聚氨酯齐聚物的合成；２）羟基型水性聚氨酯－丙烯酸酯树脂杂化体的合成：取端（甲基）丙烯酸酯基水性聚氨酯齐聚物加入反应器中，再加入稀释用的去离子水；将（甲基）丙烯酸酯类－乙烯基类单体、（甲基）丙烯酸羟基酯类单体与引发剂混合，得单体混合液，单体混合液加入反应器，加中和剂调整ｐＨ值为８．０－８．５，４００目尼龙网过滤，得到羟基型水性聚氨酯－丙烯酸酯树脂杂化体。本发明专利技术大大提升了水性漆的性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
水性涂料代表着涂料的发展方向，其中水性树脂对水性涂料的性能起决定作用。 水性涂料分为热塑性和热固性体系两大类。热塑性涂料通常为单组分包装，使用方便，是目 前水性涂料的主流产品，但其性能(如耐水性、耐溶剂性、防腐性、耐磨性)较差；因此，近年 来热固性水性涂料得到了重视，热固性涂料由于成膜时可反应基团间的进一步交联固化， 提高了漆膜的致密度，可以大大提升涂膜的综合性能。本专利技术通过使用(甲基)丙烯酸羟 基酯单体制备羟基型水性树脂，该羟基可以同水性多异氰酸酯配制热固性双组分水性聚氨 酯漆或单组分氨基烘漆。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种性能优异的羟基型水性聚氨酯_丙烯酸酯树脂杂化体 的制备方法。为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是羟基型水性聚氨酯-丙烯酸酯 树脂杂化体的制备方法，其特征在于它包括如下步骤1)端(甲基)丙烯酸酯基水性聚氨酯齐聚物的合成①按聚合物二元醇小分子二元醇亲水单体二异氰酸酯催化剂(甲基) 丙烯酸羟基酯封端剂中和剂去离子水的质量比=(10-18) (1.2-5) (1.2-2.8) (6-15) (0. 01-0. 15) (2-3.5) (0.7-2) (1-3) (60-80)，选取聚合物二元醇、小分子二 元醇、亲水单体、二异氰酸酯、催化剂、(甲基)丙烯酸羟基酯、封端剂、中和剂和去离子水， 备用；按亲水单体N-甲基吡咯烷酮(或丙酮)的质量比=1 (3-7)，选取N-甲基吡咯 烷酮(或丙酮)；②将聚合物二元醇，小分子二元醇，亲水单体加入装有搅拌器、温度计的反应器 中，在110°C条件下，先真空脱水1小时，真空度> 0. 060kPa ；撤掉真空，通入氮气保护，然 后降温至60°C -90°C，加入N-甲基吡咯烷酮或丙酮(使亲水单体溶解)，然后滴加二异氰 酸酯，1小时滴加完毕，加入催化剂，继续保温反应2小时后，开始测定NC0含量，使NC0含 量达到理论值(即羟基完全反应后剩余NC0基团占体系的质量的百分数)士0.2% ；降温 至40°C -60°C，加入(甲基)丙烯酸羟基酯，保温至(甲基)丙烯酸羟基酯的羟基完全反应 (反应时间为3-4小时)；加入封端剂，保温使NC0基团完全反应；加入中和剂，搅拌0. 5小 时；期间可用丙酮调节体系粘度(调节体系粘度为2000-6000mPa. s)；在高速搅拌下滴加去 离子水(20°C -40°C )，强力分散(800-1000r/m)5-10分钟，继续分散1小时，60°C减压脱除 溶剂，得到端(甲基)丙烯酸酯基水性聚氨酯齐聚物；2)羟基型水性聚氨酯_丙烯酸酯树脂杂化体的合成①按端(甲基)丙烯酸酯基水性聚氨酯齐聚物去离子水(甲基)丙烯酸酯 类-乙烯基类单体(甲基)丙烯酸羟基酯类单体引发剂的质量比=(80-100) (20-9 0) (15-30) (2-12) (0.050-0. 700)，选取端(甲基)丙烯酸酯基水性聚氨酯齐聚物、去 离子水、(甲基)丙烯酸酯类-乙烯基类单体、(甲基)丙烯酸羟基酯类单体和引发剂，备 用；②取端(甲基)丙烯酸酯基水性聚氨酯齐聚物加入于带有搅拌装置、温度计、冷凝 管和恒压滴液漏斗的反应器中，再加入稀释用的去离子水；将(甲基)丙烯酸酯类-乙烯基类单体、(甲基)丙烯酸羟基酯类单体与引发剂 混合，得单体混合液，取单体混合液总质量10% -30%的单体混合液加入到反应器中(加入 本步骤上述的反应器中)，温度控制在40°C -60°C，搅拌0. 5小时溶涨胶粒；升温至80°C，从 滴液漏斗滴加剩余的单体混合液，3-4小时滴完；升温至85°C继续反应1小时；最后冷却至 40°C，加中和剂调整pH值为8. 0-8. 5,400目尼龙网过滤，得到羟基型水性聚氨酯-丙烯酸 酯树脂杂化体。水性聚氨酯具有卓越的耐候性、耐低温冲击性、化学稳定性、弹性、柔韧性和耐磨 性等特性。本专利技术利用端(甲基)丙烯酸酯基水性聚氨酯齐聚物作为反应性表面活性大单 体，通过自由基无皂乳液聚合实现同丙烯酸酯树脂的杂化，羟基类丙烯酸酯类单体的引入， 为交联固化提供反应点，交联固化后的涂膜可以克服热塑性水性树脂的缺点；通过水性聚 氨酯和丙烯酸酯树脂的杂化，实现了二者性能的优势互补，由其配制的热固性涂料不仅可 以用于建筑涂料，而且也可以用于木器、塑料和金属涂料。本专利技术先制备端(甲基)丙烯酸酯基型水性聚氨酯齐聚物，利用不饱和水性聚氨 酯齐聚物的阴离子表面活性，在进行乳液聚合时，不必加入小分子乳化剂，采用无皂乳液聚 合的方法使(甲基)丙烯酸酯类-乙烯基类单体、(甲基)丙烯酸羟基酯类单体在水性聚 氨酯胶束中进行共聚。本专利技术反应条件温和，由于产品中没有小分子型乳化剂存在，以及聚 氨酯与丙烯酸酯树脂的复合，该水性树脂性能有很大的提高，同时羟基的引入为交联固化 提供反应点，以提高涂膜综合性能。所述聚合物二元醇为聚酯二元醇、聚醚二元醇中的任意一种或二种的混合，二种 混合时为任意配比。如聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚己二酸-1，4_ 丁二醇酯二元 醇、聚己二酸_新戊二醇酯二元醇、聚己二酸_1，4环己烷二甲酸-1，4- 丁二醇酯二元醇、 聚环氧丙烷二元醇、聚四氢呋喃二元醇中的任意一种或任意二种以上(含二种)的混合， 任意二种以上(含二种)混合时为任意配比，其数均相对分子质量为500-3000，优先选择 1000-2000 的产品。所述小分子二元醇为1，4_ 丁二醇、乙二醇、1，6_己二醇、一缩二乙二醇、2-乙 基-2-丁基-1，3-丙二醇、辛二醇、新戊二醇、1，3-丙二醇、1，4(1，2)-环己烷二甲醇中的任 意一种或任意二种以上(含二种)的混合，任意二种以上(含二种)混合时为任意配比。所述亲水单体为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸的一种。所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、1，6_己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、苯 二亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷_4，4，- 二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、二苯基 甲烷_4，4，_ 二异氰酸酯中的任意一种或任意二种以上(含二种)的混合，任意二种以上 (含二种)混合时为任意配比。优选甲苯二异氰酸酯、1，6_己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的任意一种或任意二种以上(含二种)的混合，任意二种以上(含二种)混合时为 任意配比。所述催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、三亚乙基二胺、三乙胺、N, N-二甲基 环己胺、N，N-二甲基苄胺或N，N-二甲基丁胺等；本专利技术中最好使用有机金属化合物类催化 剂，如二月桂酸二丁基锡。所述(甲基)丙烯酸羟基酯为丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙 烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯中的任意一种或任意二种以上(含二种)的 混合，任意二种以上混合时为任意配比。所述封端剂为乙醇或正丁醇，可任选一种。步骤1)所述中和剂为有机胺，如三乙胺、二甲基乙醇胺或三乙醇胺，优选三乙胺。分散用水应为去离子水。所述的(甲基)丙烯酸酯类-乙烯基类单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁 酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸十八醇酯、甲基 丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲 基丙烯酸环本文档来自技高网...
【技术保护点】
羟基型水性聚氨酯－丙烯酸酯树脂杂化体的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：１）端（甲基）丙烯酸酯基水性聚氨酯齐聚物的合成：①按聚合物二元醇∶小分子二元醇∶亲水单体∶二异氰酸酯∶催化剂∶（甲基）丙烯酸羟基酯∶封端剂∶中和剂∶去离子水的质量比＝（１０－１８）∶（１．２－５）∶（１．２－２．８）∶（６－１５）∶（０．０１－０．１５）∶（２－３．５）∶（０．７－２）∶（１－３）∶（６０－８０），选取聚合物二元醇、小分子二元醇、亲水单体、二异氰酸酯、催化剂、（甲基）丙烯酸羟基酯、封端剂、中和剂和去离子水，备用；按亲水单体∶Ｎ－甲基吡咯烷酮或丙酮的质量比＝１∶（３－７），选取Ｎ－甲基吡咯烷酮或丙酮；②将聚合物二元醇，小分子二元醇，亲水单体加入装有搅拌器、温度计的反应器中，在１１０℃条件下，先真空脱水１小时，真空度≥０．０６０ｋＰａ；撤掉真空，通入氮气保护，然后降温至６０℃－９０℃，加入Ｎ－甲基吡咯烷酮或丙酮，然后滴加二异氰酸酯，１小时滴加完毕，加入催化剂，继续保温反应２小时后，开始测定ＮＣＯ含量，使ＮＣＯ含量达到理论值±０．２％；降温至４０℃－６０℃，加入（甲基）丙烯酸羟基酯，保温至（甲基）丙烯酸羟基酯的羟基完全反应；加入封端剂，保温使ＮＣＯ基团完全反应；加入中和剂，搅拌０．５小时；调节体系粘度为２０００－６０００ｍＰａ．ｓ；在高速搅拌下滴加去离子水，强力分散５－１０分钟，继续分散１小时，６０℃减压，得到端（甲基）丙烯酸酯基水性聚氨酯齐聚物；２）羟基型水性聚氨酯－丙烯酸酯树脂杂化体的合成：①按端（甲基）丙烯酸酯基水性聚氨酯齐聚物∶去离子水∶（甲基）丙烯酸酯类－乙烯基类单体∶（甲基）丙烯酸羟基酯类单体∶引发剂的质量比＝（８０－１００）∶（２０－９０）∶（１５－３０）∶（２－１２）∶（０．０５０－０．７００），选取端（甲基）丙烯酸酯基水性聚氨酯齐聚物、去离子水、（甲基）丙烯酸酯类－乙烯基类单体、（甲基）丙烯酸羟基酯类单体和引发剂，备用；②取端（甲基）丙烯酸酯基水性聚氨酯齐聚物加入于带有搅拌装置、温度计、冷凝管和恒压滴液漏斗的反应器中，再加入稀释用的去离子水；将（甲基）丙烯酸酯类－乙烯基类单体、（甲基）丙烯酸羟基酯类单体与引发剂混合，得单体混合液，取单体混合液总质量１０％－３０％的单体混合液加入到反应器中，温度控制在４０℃－６０℃，搅拌０．５小时溶涨胶粒；升温至８０℃，从滴液漏斗滴加剩余的单体混合液，３－４小时滴完；升温至８５℃...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：闫福安，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]
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