一种聚氨酯脲交联剂及其改性的丙烯酸酯弹性乳液的制备方法技术

本发明专利技术述及一种含有端双键的聚氨酯脲交联剂的制备方法，以小分子二元醇、二元胺混合后与过量的二异氰酸酯进行预聚反应后与丙烯酸β-羟基乙酯进行封端反应而得到，以其为微交联剂，合成了水性丙烯酸酯弹性乳液，该弹性乳液具有很好的机械强度和弹性，可以用于制备水性弹性乳胶漆。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚氨酯脲微交联改性的丙烯酸酯弹性乳液的制备方法，该乳液可以用于配制高装饰性内外墙弹性乳胶漆
技术介绍
丙烯酸酯共聚物乳液成膜后具有高装饰性和成膜性，而聚氨酯、聚脲和聚氨酯脲具有高弹性、附着力和耐水性，将它们复合可以得到较高综合性能的聚合物水性乳液。很多人已经开展了聚氨酯或者聚氨酯脲改性丙烯酸酯乳液的研究工作，但是多是将两种水性乳液进行物理混合，二者相容性差，难以实现完美的复合。杨宁等报道了一种聚氨酯脲微交联的丙烯酸酯弹性乳液的制备方法(涂料工业，2011,41(4) :31-34)，是用分子量为2000的端氨基聚醚与甲苯二异氰酸酯(TDI)预聚合成出两端带有异氰酸酯基的聚氨酯预聚物，通过与丙烯酸羟乙酯封端制备大分子交联剂后，与丙烯酸酯等共聚得到聚氯酯脲微交联的弹性乳液，但是由于端氨基聚醚的分子量很大，所制备的大分子交联剂的分子量达到了 2582，一个大分子中只含有两个氨酯键和两个脲键，当将其作为微交联剂参与共聚时，加入的大分子交联剂的质量分数在2%左右，否则容易破乳交联或者发生凝胶化反应，而使乳液聚合失败，而，此时，交联剂的摩尔分数只有O. 08%左右，这样，引入共聚物中的氨酯键和脲键就极少，改性的效果并不明显。
技术实现思路
本专利技术克服现有聚氨酯脲微交联丙烯酸酯弹性乳液制备技术的不足，提供一种含有较多氨酯键和脲键的大分子交联剂的方法，并以其为交联剂通过乳液共聚合合成出了改性效果明显的聚氨酯脲微交联丙烯酸酯弹性乳液。含有氨酯键和脲键的交联剂的制备方法为 1、聚氨酯脲预聚物的合成将小分子二元醇和二元胺分别充分干燥后按一定比例混合与二异氰酸酯在 60-80°C进行预聚反应2-3小时，通过控制二异氰酸酯与二元醇和二元胺的摩尔比，使二异氰酸酯过量，制备具有如下结构的端异氰酸酯预聚物，该结构式中的-O(CN)-指的是有可能为氧原子，即结构式中为氨酯键，也有可能是氮氢键，即结构式中为脲键。当二元醇和二元胺中羟基与胺基的总摩尔数与二异氰酸酯的摩尔比为2 3时，η = I ;当二者的摩尔比为3 4时，η = 2，以此类推，这样可以在预聚物中引入多个氨酯键和脲键，本专利技术中控制 η在1-4之间OOOOIl rIlMnIlOCN-R—NH-C-j-O (NH)~R'—O (NH卜 C-NH-R—NH-C-MD (NH)-R1-O CNH>—C-NH-R-NCO2、聚氨酯脲交联大单体的制备将以上得到的预聚物中加入与异氰酸酯基等摩尔的丙烯酸羟基乙酯，按照以下反应式于70-80°C进行封端反应3-4小时，就得到了两端含有双键的聚氨酯脲交联剂。OO只οOCN—R—NH-C-Fo (NH>—R'-O (NH)- C-NH-R—NH-C^j-O (NH)-R1-O (NH)-C-NH-R-NCO +2 H2C=CHLncooci^ch2ohOOOO~+IN-R-NH-C-^o (NH)-R1-O (NH卜 C-NH-R—NH-C-^-O (NH)-R'—O ( NH>—C-NH-R-NHCOOCH2CH2OOCCH=CH2COOCH2CH2OOCCH=CH2聚氨酯脲微交联改性丙烯酸酯弹性乳液的制备方法将去离子水置于反应瓶中，加入单体总重量O. 5% _2%的阴离子表面活性剂和 1% -4%的非离子表面活性剂作为复合乳化剂，单体总重量O. 2-1%的水溶性过硫酸盐引发剂，搅拌升温至60-90°C，将单体总重量1-4%的合成聚氨酯交联剂溶于丙烯酸系单体与需要量的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸混合单体中，于2-3小时内滴加到反应瓶中，再保温反应2-3小时，就得到了聚氨酯改性的丙烯酸酯弹性乳液。具体的配方比例如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨酯脲交联剂的制备方法，包括以下步骤：1)将小分子二元醇、二元胺经过充分干燥后混合，与过量的二异氰酸酯在60?80℃进行预聚反应2?3小时，制备具有如下结构的端异氰酸酯预聚物。2)将制备得到的聚氨酯脲预聚物中加入与异氰酸酯基等摩尔的丙烯酸β?羟基乙酯，于70?80℃进行封端反应3?4小时，就得到了两端含有双键的聚氨酯脲交联剂。FSA00000582453300011.tif

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯脲交联剂的制备方法，包括以下步骤 1)将小分子二元醇、二元胺经过充分干燥后混合，与过量的二异氰酸酯在60-80°C进行预聚反应2-3小时，制备具有如下结构的端异氰酸酯预聚物。2.按照权利要求1所述的聚氨酯脲交联剂，其特征在于，其聚合度η在1-4之间3.按照权利要求1所述的聚氨酯脲交联剂，其特征在于，所述的小分子二元醇是选自乙二醇、1，4_ 丁二醇、1，6-己二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、戊二醇、辛二醇、癸二醇中的一种或者几种。4.按照权利要求1所述的聚氨酯脲交联剂，其特征在于，所述的小分子二元胺是选自乙二胺、1，6-己二胺、1，10-癸二胺中的一种或者几种5.按照权利要求1所述的聚氨酯脲交联剂，其特征在于，所述的小分子二元醇和二元胺的摩尔比为1:2到2I之间6.按照权利要求1所述的聚氨酯脲交联剂，其特征在于，所述的二异氰酸酯选自2，4-甲苯二异氰酸酯(2，4-TDI) >2,4-甲苯二异氰酸酯/2，6-甲苯二异氰酸酯混合物、异弗尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、1，5-萘二异氰酸酯(NDI)。...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚金水，乔从德，李梅，刘伟良，张献，蔡小霞，
申请(专利权)人：山东轻工业学院，
类型：发明
国别省市：