[发明专利]高弹性水性聚氨酯-丙烯酸酯复合树脂及其制备和应用

权利要求书

1.一种高弹性水性聚氨酯-丙烯酸酯复合树脂，其特征在于，该树脂主要由以下原料制备得到：

1)7-20质量份高对称结构脂肪族二异氰酸酯，

2)25-45质量份聚醚多元醇，

3)0-0.03质量份聚氨酯催化剂，

4)0-2质量份低分子量醇类扩链剂，

5)1-6质量份亲水扩链剂，

6)0.4-1.5质量份低分子量胺类扩链剂，

7)1-4质量份有机胺类中和剂，

8)20-60质量份(甲基)丙烯酸酯单体，

9)0.08-1.3质量份自由基引发剂。

2.如权利要求1所述的高弹性水性聚氨酯-丙烯酸酯复合树脂，其特征在于，所述高对称结构脂肪族二异氰酸酯为二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或两者任意比例的混合物；其中，二环己基甲烷二异氰酸酯中4，4’二环己基甲烷二异氰酸酯含量高于99％。

3.如权利要求1或2所述的高弹性水性聚氨酯-丙烯酸酯复合树脂，其特征在于，对于所述(甲基)丙烯酸酯单体，其聚合物玻璃化温度范围为-40℃～-5℃，优选为-30℃～-10℃。

4.如权利要求3所述的高弹性水性聚氨酯-丙烯酸酯复合树脂，其特征在于，所述聚醚多元醇是分子量在800-3000之间的聚氧化丙烯二元醇、聚四氢呋喃二元醇中的一种或它们任意比例的混合物，优选分子量为1500-2500的聚氧化丙烯二元醇、聚四氢呋喃二元醇中的一种或它们任意比例的混合物。

5.如权利要求4所述的高弹性水性聚氨酯-丙烯酸酯复合树脂，其特征在于，所述亲水扩链剂是含羧基二元醇、含磺酸盐二元胺、含聚氧化乙烯二元醇 或含聚氧化乙烯一元醇中的一种或两种或多种，优选含羧基二元醇，更优选二羟甲基丙酸和二羟甲基丁酸。

6.如权利要求5所述的高弹性水性聚氨酯-丙烯酸酯复合树脂，其特征在于，所述低分子量胺类扩链剂为C2～C6的脂肪族二元胺或C6～C15的脂环族二元胺，优选乙二胺，1，6-己二胺，4，4二环己基甲烷二胺、异佛尔酮二胺，更优选乙二胺和1，6-己二胺。

7.如权利要求6所述的高弹性水性聚氨酯-丙烯酸酯复合树脂，其特征在于，所述有机胺类中和剂为叔胺中和剂，优选三乙胺、二甲基乙醇胺。

8.如权利要求7所述的高弹性水性聚氨酯-丙烯酸酯复合树脂，其特征在于，所述的低分子量醇类扩链剂是分子量62-400的C2～C10的脂肪族二元醇，优选乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、己二醇、一缩二乙二醇和新戊二醇中的一种或两种或多种。

9.如权利要求8所述的高弹性水性聚氨酯-丙烯酸酯复合树脂，其特征在于，所述自由基引发剂为氧化还原引发剂体系并且该体系由0.04-0.45质量份氧化剂和0.04-0.85质量份还原剂组成，氧化剂和还原剂之和是0.08-1.3总质量份，该体系中氧化剂选自过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化氢、叔丁基过氧化氢中一种或两种或多种，还原剂选自亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、甲醛次亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠、异-抗坏血酸中的一种或两种或多种。

10.如权利要求1-9中任一项所述的高弹性水性聚氨酯-丙烯酸酯复合树脂，其特征在于，所述(甲基)丙烯酸酯单体是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种或两种或多种。

11.制备权利要求1-10所述的复合树脂的方法，该方法包括：

(1)聚氨酯预聚体的制备：首先由7-20质量份高对称结构的脂肪族二异氰酸酯和25-45质量份聚醚多元醇反应，然后添加0-2质量份的低分子量醇类扩链剂、1-6质量份亲水扩链剂及任选的丙酮，得到NCO终端的聚氨酯预聚体； 

(2)水性聚氨酯-丙烯酸单体混合乳液制备：向聚氨酯预聚体中加入20-60质量份的(甲基)丙烯酸酯单体、1-4质量份的有机胺类中和剂，混合10-30分钟后加入去离子水高速分散5-30分钟，加入0.4-1.5质量份的低分子量胺类扩连剂扩链得到水性聚氨酯-丙烯酸单体混合乳液；

(3)乳液聚合反应：以上步骤(2)所得的乳液通过添加0.08-1.0质量份自由基引发剂进行自由基聚合反应。