本发明专利技术涉及一种水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，以及由其制备的可再分散乳胶粉，更具体而言，本发明专利技术涉及一种水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，并涉及由其制备的可再分散乳胶粉及该胶粉的制备方法，所述水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液在聚合过程具有良好的稳定性，由其制备的可再分散乳胶粉具有成膜温度低，机械性能好的优点。
【技术实现步骤摘要】
本 专利技术涉及一种水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，以及由其制备的可再分散的乳胶粉，更具体而言，本专利技术涉及一种水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，并涉及由其制备的可再分散乳胶粉及该胶粉的制备方法，所述水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液在聚合过程具有良好的稳定性，由其制备的再分散乳胶粉具有成膜温度低，机械性能好的优点。
技术介绍
可再分散乳胶粉是聚合物乳液经干燥粉化后得到的一种可自由流动的聚合物粉末，当在其中加水后，乳胶粉可重新分散到水中生成稳定的分散液，形成和原来聚合物乳液性能相同、用途相似的再生乳液。与聚合物乳液相比，可再分散乳胶粉有突出的优点储存稳定性好，储存期长，不会因冻结或水分挥发而变质；包装简单、体积小、重量轻而运输成本低；可以与水泥、石膏等其他原料方便地随意调配，使用方便。目前用于生产乳胶粉的聚合物还是以聚醋酸乙烯为主，但其它类可再分散乳胶粉也相继被开发出来，如醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚胶粉、纯丙烯酸酯乳胶粉、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉、醋酸乙烯酯与丙烯酸酯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、苯乙烯与丁二烯共聚胶粉等。其中丙烯酸酯在耐候、耐水、耐溶剂、保光性等方面性能相对突出，这种类型的乳胶粉在原有可再分散性乳胶粉技术的基础上，储存稳定性、可再分散性、耐水性、 耐碱性都得到了不同程度的提高。然而丙烯酸酯类乳胶粉成膜温度高、机械性能差的特点， 限制了乳胶粉的多领域市场化应用。聚氨酯由于其力学性能可调节范围广、与基材的粘结性好等方面的优异性，已经在许多领域得到广泛应用。水性聚氨酯即是在聚氨酯主链上引入离子基团，借助离子基团的在水中的离子化作用，使聚氨酯分散于介质水中而形成的聚氨酯水性分散体。水性聚氨酯的制备过程中不需要外加乳化剂而使其使用稳定性得到极大的提高；而且各界对环保问题越来越重视，使得水性聚氨酯的使用得到大力推广。但将水性聚氨酯用于生产可再分散性乳胶粉的工艺还未见提及。基于水性聚氨酯与丙烯酸酯的不同特点，如果将二者的优点结合加以利用，可以制备出性能优良、成本低廉的聚合物聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)乳液。此外该聚合物乳液不需外加乳化剂，可避免使用乳化剂时带来的负面影响；而且聚氨酯与丙烯酸酯可通过化学键连接，减少二相界面不稳定所带来的材料机械性能差的缺点，以期得到机械强度较好的乳液聚合物用于可再分散乳胶粉的制备。
技术实现思路
本专利技术被设计用于解决上述问题。本专利技术的目的是提供一种水性聚氨酯_丙烯酸酯乳液、由其制备的可再分散乳胶粉，该水性聚氨酯_丙烯酸可再分散乳胶粉具有较低的成膜温度，优异的机械性能和低廉的成本。为了实现上述目的，本发 明的一个方面提供一种水性聚氨酯_丙烯酸酯乳液，该水性聚氨酯_丙烯酸酯乳液通过如下步骤进行制备A、水性聚氨酯预聚物的制备将聚己内酯二醇加入到反应釜中，升温至70 85°C 并向其中滴加异氰酸酯反应，然后加入亲水扩链剂，继续反应；B、双键封端的水性聚氨酯预聚物的制备将A步骤中制备的预聚物混合液降温至 50 60°C，用丙酮或丙烯酸酯部分稀释该预聚物，而后向所述水性聚氨酯预聚物中加入包含羟基和双键的封端单体，升温至60 75°C进行反应；C、离聚物的制备在40 55°C下用中和剂中和所述双键封端的水性聚氨酯预聚物；D、当步骤B中用丙酮稀释时常温下向所述离聚物中加入蒸馏水并快速分散，然后将丙烯酸酯部分、引发剂、缓冲剂一起加入到乳液中，分散成均勻的乳液；当在步骤B中用丙烯酸酯部分稀释时常温下向所述离聚物中加入蒸馏水并快速分散，然后将引发剂、缓冲剂一起加入到乳液中，分散成均勻的乳液；E、含丙烯酸酯部分的聚氨酯乳液的聚合将在步骤D中制备的聚氨酯乳液的1/3 加入到反应釜中在75 85°C下反应1小时后，再滴加剩余的2/3的乳液进行反应；F、升高反应温度85 90°C，继续反应1小时。本专利技术的另一方面提供由上述水性聚氨酯_丙烯酸酯乳液制备的丙烯酸酯可再分散乳胶粉。根据本专利技术乳液中所含有机械性能优异的聚氨酯成分，将其用于制备可再分散性乳胶粉，所得的乳胶粉有好的成膜性、机械强度、耐水性。同时本专利技术中的聚氨酯_丙烯酸酯乳液聚合过程不需要使用外加乳化剂，避免外加乳化剂带来的聚合稳定性差的负面影响。具体实施例方式本专利技术的一个方面提供一种水性聚氨酯_丙烯酸酯乳液，该水性聚氨酯_丙烯酸酯乳液通过如下步骤进行制备A、水性聚氨酯预聚物的制备将聚己内酯二醇加入到反应釜中，升温至70 85°C 并向其中滴加异氰酸酯反应，然后加入亲水扩链剂，继续反应；B、双键封端的水性聚氨酯预聚物的制备将A步骤中制备的预聚物混合液降温至 50 60°C，用丙酮或丙烯酸酯部分的稀释该预聚物，然后向所述水性聚氨酯预聚物中加入包含羟基和双键的封端单体，升温至60 75°C进行反应；C、离聚物的制备在40 55°C下用中和剂中和所述双键封端的水性聚氨酯预聚物；D、当步骤B中用丙酮稀释时常温下向所述离聚物中加入蒸馏水并快速分散，然后将丙烯酸酯部分、引发剂、缓冲剂一起加入到乳液中，分散成均勻的乳液；当在步骤B中用丙烯酸酯部分稀释时常温下向所述离聚物中加入蒸馏水并快速分散，然后将引发剂、缓冲剂一起加入到乳液中，分散成均勻的乳液； E、含丙烯酸酯部分的聚氨酯乳液的聚合将在步骤D中制备的聚氨酯乳液的1/3 加入到反应釜中在75 85°C下反应1小时后，再滴加剩余的2/3的乳液进行反应；F、升高反应温度85 90°C，继续反应1小时。本专利技术水性聚氨酯_丙烯酸酯乳液的特征在于该乳液是以双键封端的水性聚氨酯低聚物为自乳化剂，将此低聚物与丙烯酸酯部分在搅拌作用下分散于介质水中，通过乳液聚合得到聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)乳液。为实现本专利技术之目的，所述的双键封端的水性聚氨酯低聚物即在制备水性聚氨酯预聚物基础上，通过-NCO与羟基(-0H)的化学反应，将不饱和双键引入到聚氨酯分子链的末端而得到的。此时以双键封端的聚氨酯预聚物既可以起到乳液聚合乳化剂的作用，又可以参与后续的自由基聚合反应。水性聚氨酯中所含有的水合离子基保证乳液聚合可以较稳定地进行，减少了由外加乳化剂时所带来的负面影响；另外减小聚氨酯、聚丙烯酸酯两相间的不相容性，使所得的PUA聚合物具有优异的机械性能。本专利技术中所述的含水合离子基的聚氨酯低聚物是以异氰酸酯、低聚物多元醇、亲水扩链剂、包含羟基和双键的封端单体、中和剂等经逐步聚合反应与成盐反应而形成的一种离聚物。所述的异氰酸酯通常包括芳香族的2，4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、4，4’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)与脂肪族的六次甲基二异氰酸酯(HDI)、氢化MDI (HMDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)。在聚氨酯链中，异氰酸酯与多元醇反应形成的氨基甲酸酯基是构成聚氨基硬段的重要部分，是聚氨酯材料中力学强度的重要支撑结构。通常芳香族的异氰酸酯所制备的聚氨酯有较好的机械强度，但耐侯性、耐光性等较差。当这类异氰酸酯制备的聚氨酯用于建筑结构材料时，尤其是户外建材，其使用寿命较短。而脂肪族的异氰酸酯可以克服这些缺点，特别的是，应用脂肪族异氰酸酯还可以使所得的聚氨酯长期使用后，对基材仍具有很强的附着力。本专利技术中优选使用脂肪族异氰酸酯来制备水性聚氨酯预聚体，例如，六次甲基二异氰酸酯(HDI本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种水性聚氨酯－丙烯酸酯乳液，其通过如下步骤进行制备：Ａ、水性聚氨酯预聚物的制备：将经脱水的聚己内酯二醇加入到反应釜中，升温并向其中滴加异氰酸酯反应，然后加入亲水扩链剂，继续反应；Ｂ、双键封端的水性聚氨酯预聚物的制备：将Ａ步骤中制备的预聚物混合液降温，用丙酮或丙烯酸酯部分稀释该预聚物，然后向所述水性聚氨酯预聚物中加入包含羟基和双键的封端单体进行反应；Ｃ、离聚物的制备：用中和剂中和所述双键封端的水性聚氨酯预聚物；Ｄ、当在步骤Ｂ中用丙酮稀释时：常温下向所述离聚物中加入蒸馏水并快速分散，然后将丙烯酸酯部分、引发剂、缓冲剂一起加入到乳液中，分散成均匀的乳液；当在步骤Ｂ中用丙烯酸酯部分稀释时：常温下向所述离聚物中加入蒸馏水并快速分散，然后将引发剂、缓冲剂一起加入到乳液中，分散成均匀的乳液；Ｅ、含丙烯酸酯部分的聚氨酯乳液的聚合：将在步骤Ｄ中制备的聚氨酯乳液的１／３加入到反应釜中反应１小时后，再滴加剩余的２／３的乳液进行反应；Ｆ、升高反应温度，继续反应１小时；其中，所述聚己内酯二醇的数均分子量为５００～２５００，异氰酸酯基团与所述聚己内酯二醇和封端单体中的羟基之和的摩尔比Ｒ为１．２～１．８，所述丙烯酸酯部分包含硬单体和软单体。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓笛，
申请(专利权)人：北京天维宝辰化学产品有限公司，
类型：发明
国别省市：11
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