本发明专利技术公开了一种丙烯酸酯改性马来海松酸水性聚氨酯乳液及其制备方法，将马来海松酸水性聚氨酯乳液加热至40～90℃，在搅拌条件下分别加入马来海松酸水性聚氨酯乳液质量1～50％的丙烯酸酯，搅拌均匀后，滴加过硫酸盐引发剂，2～4h滴完，滴完后保温反应1～3h后制得丙烯酸酯改性马来海松酸水性聚氨酯乳液；所述的过硫酸盐引发剂的用量为单体丙烯酸酯质量的0.01％～1.5%；所述的反应温度控制在40～90℃；所述的马来海松酸水性聚氨酯乳液的固含量为20～35wt％。所得产品具有力学性能优、耐热耐水性好、耐化学试剂性优良等特性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种水性聚氨酯乳液及其制备方法，尤其涉及一种丙烯酸酯改性马来海松酸水性聚氨酯乳液的制备方法。
技术介绍
水性聚氨酯(WPU)是聚氨酯溶解或分散于水中形成的二元胶态体系，它较完整的保留了溶剂型聚氨酯的特点，同时由于它的连续相为水，对环境无污染，安全，易保管和贮存，使用方便。所以水性聚氨酯乳液的研制和生产越来越受到世界各国的重视。但是单一 WPU乳液存在着自增稠性较差、固含量低、胶膜的耐水性和光泽度不佳等缺点，为了更好地利用WPU的优异性能，扩大其应用范围，需要对其进行改性。丙烯酸酯类(PA)乳液具有优良的耐溶剂性、耐候性和力学性能，同时成膜时间短，采用PA乳液对WPU 进行改性，可以将两者的优点有机地结合起来，从而制备出高固含量、低成本、性能好的聚氨酯/丙烯酸酯(PUA)复合乳液。专利CN101280053采用一种由可再生的植物油脂肪酸合成的多元醇制备丙烯酸改性水性聚氨酯，具有高耐候性、耐化学性、耐水性，但耐热性有待提高。专利CN1611522采用含氟丙烯酸酯和丙烯酸酯硅烷偶联剂改性水性聚氨酯乳液，获得了很好的防水性和耐溶剂性能，但制备成本太高，经济实用性不强。专利CN1355^8A以马来海松酸酐、马来松香和改性双酚A环氧树脂制备得到高强度、耐蒸煮聚氨酯胶粘剂，但是其制备过程使用较多的乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮等溶剂，成本较高，且工艺较为复杂。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的水性聚氨酯乳液硬度小、耐热、耐水性差的缺点，本专利技术提供了一种，制备的水性聚氨酯乳液具有拉伸强度大、耐热耐水性好、耐化学试剂性好等特点。本专利技术的技术方案为一种丙烯酸酯改性马来海松酸水性聚氨酯乳液，原料以质量份计为马来海松酸水性聚氨酯乳液100份、丙烯酸酯1 50、过硫酸盐引发剂0. 01 0. 75份；所述的马来海松酸水性聚氨酯乳液的固含量为20 35 wt%。所述的过硫酸盐引发剂是过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾中的任意一种或几种的任意比混合物。制备所述的丙烯酸酯改性马来海松酸水性聚氨酯乳液的方法，以马来海松酸水性聚氨酯和丙烯酸酯为原料，以过硫酸盐为引发剂反应得到丙烯酸酯改性马来海松酸水性聚氨酯乳液。具体将马来海松酸水性聚氨酯乳液加热至40 90°C，在搅拌条件下分别加入丙烯酸酯，搅拌均勻后，滴加过硫酸盐引发剂，2 4h滴完，滴完后保温反应1 池后制得丙烯酸酯改性马来海松酸水性聚氨酯乳液。所述的丙烯酸酯是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸己酯或羟乙基丙烯酸酯中的任意一种或几种的任意比混合物。所述的马来海松酸水性聚氨酯乳液是以马来海松酸为起始原料参照专利 CN101497685 “松香基水性聚氨酯的制备方法”中的方法制备得到的，具体步骤为第一步，制备马来海松酸聚酯多元醇将马来海松酸单独或与碳原子数为3 6的二元酸以任意比复配后与小分子多元醇在150 270°C条件下经过脱水缩合反应制得马来海松酸聚酯多元醇；第二步，制备马来海松酸水性聚氨酯乳液将第一步得到的马来海松酸聚酯多元醇单独或与聚醚多元醇或聚酯多元醇任意比复配，在真空脱水冷却后加入二异氰酸酯、亲水单体和催化剂于60 90°C反应，接着加入小分子扩链剂于0 70°C反应3 6小时，冷去后加入成盐剂进行乳化制得马来海松酸水性聚氨酯乳液。所述的碳原子数为3 6的二元酸为丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸中的一种或几种的任意比混合物，小分子多元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、新戊二醇、二甘醇、三甘醇、 聚乙二醇中的一种或几种的任意比混合物。所述的聚醚多元醇是数均分子量为1000 3000的聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇中的一种或几种的任意比混合物；所述的聚酯多元醇是数均分子量为1000 3000的聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸一缩二乙二醇酯、聚己二酸-1，4-丁二醇酯、聚己二酸新戊二醇酯中的一种或几种的任意比混合物。所述的催化剂是二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、四甲基丁二胺、三亚乙基二胺、三乙烯二胺中的一种或几种的任意比混合物。所述的亲水单体是二羟甲基丙酸、、二羟甲基丁酸、二羟基半酯、乙二氨基磺酸钠、 甲基二乙醇胺中的任意一种；所述的小分子扩链剂是乙二醇、1，4_ 丁二醇、一缩二乙二醇、 乙二胺、二乙烯三胺，三乙烯四胺、三羟甲基丙烷中的一种或几种的任意比混合物。所述的成盐剂是三乙胺、氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、盐酸、醋酸中的任意一种。有益效果马来海松酸是松香的改性产品，是由松香与马来酐或马来酸的加成产物精制而得。具有稠合多脂环刚性结构，若将它引入到水性聚氨酯中，可提高其力学性能、耐热性、耐水性、 硬度等性能。丙烯酸酯改性马来海松酸水性聚氨酯乳液可以将马来海松酸水性聚氨酯较高的力学性能、耐热性和耐水性与丙烯酸酯树脂良好的耐溶剂性、较低的成本和较短的干燥时间有机结合，得到性能优异的水性树脂。 本专利技术方法制备的丙烯酸酯改性马来海松酸水性聚氨酯乳液具有良好的耐热性、耐水性、力学性能、硬度及耐溶剂性，镜面光泽达到120，摆杆硬度> 0. 50，耐冲击强度 >IOOkg · cm,附着力1级，柔韧性1 mm，拉伸强度> 10. OMpa, Tg > 10°C，耐水性合格。镜面光泽采用GB/T1743-1979测定；摆杆硬度采用GB/T1930-2007测定；耐冲击强度采用 GB/T1729-1993测定；附着力采用GB/T1720-1979测定；拉伸强度及断裂伸长率采用GB/ T528-1992测定；耐水性采用GB/T1733-1993测定；柔韧性采用GB/T1731-1979测定；热分析采用DSC差示扫描量热仪测定，用玻璃化转变温度Tg表征水性聚氨酯乳液的耐热性；耐化学试剂性采用GB 1763-1979测定。附图说明图1为马来海松酸聚酯多元醇(MAPP)及马来海松酸水性聚氨酯(RWPU)的红外光■i並曰ο图2为丙烯酸酯改性马来海松酸水性聚氨酯的红外光谱。具体实施例方式为了更好的实施本专利技术特举例说明之，但不是对本专利技术的限制。一种丙烯酸酯改性马来海松酸水性聚氨酯乳液的制备方法，步骤为第一步，制备马来海松酸聚酯多元醇将改性松香多元酸单独或与碳原子数为3 6的二元酸任意比复配后与小分子多元醇，在150-270°C条件下经过脱水缩合反应制得马来海松酸聚酯多元醇；第二步，制备马来海松酸水性聚氨酯乳液将第一步得到的马来海松酸聚酯多元醇单独或与聚醚多元醇或聚酯多元醇任意比复配，在100 120°C下真空脱水2-3小时，冷却后加入二异氰酸酯和催化剂于60 90°C反应1 3小时，然后加入亲水单体于60 90°C反应1 2小时，接着加入有机溶剂和小分子扩链剂于0 70°C反应3 6小时，冷去后加入成盐剂，剧烈搅拌，在500-1500rpm转速下分散在水中，最后真空脱溶剂制得马来海松酸水性聚氨酯乳液。其中合成过程总物料的异氰酸酯指数R0ravm)为1. 1-1· 5 ；亲水扩链剂的用量为物料总质量的3%-5% ；成盐剂的用量根据亲水扩链剂过量的用量来确定，保持中和度在70%-100% ；催化剂的用量为物料总质量的0. 05%-0. m。第三步，制备丙烯酸酯改性马来海松酸水本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：商士斌，宋湛谦，徐徐，宋杰，崔淑芹，王丹，王宏晓，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院林产化学工业研究所，
类型：发明
国别省市：
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