[发明专利]一种阴离子型水性聚氨酯/聚（苯乙烯-丙烯酸酯-丙烯腈）复合乳液的制备方法

说明书

一、技术领域

本发明属于种子乳液聚合领域，具体涉及阴离子型水性聚氨酯乳液的合成以及利用其作为种子乳液，进行接枝共聚合成水性聚氨酯/聚(苯乙烯-丙烯酸酯-丙烯腈)树脂的制备方法。 

二、背景技术

聚氨酯(PU)是指分子结构中含有重复的氨基甲酸酯键(-NHCOO-)的一类高分子材料的总称。聚氨酯材料具有高光泽、耐低温性好、高耐磨性、高弹性、耐候和耐化学药品性等良好性能，广泛用作塑料、橡胶、涂料、纤维等。水性PU不仅在性能上保留了一般溶剂型PU的良好性能，而且由于使用水作为分散介质，使用时无毒、无污染、不燃烧、易改性、气味小等优点，已成为世界聚氨酯材料研究的热点。然而由于在分子链中引入了亲水基团，故树脂的耐水性、耐油性和耐热性不好。为了改善水性聚氨酯的这些缺点，人们做了很多方面的改进工作。常将水性聚氨酯和其他各种树脂共聚形成共聚物树脂，不仅可以克服上述水性聚氨酯的缺陷问题，同时也综合了其他树脂的性能。 

聚(苯乙烯-丙烯酸酯-丙烯腈)(ASA)树脂是由丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸酯组成的三元接枝共聚物，它以聚丙烯酸酯为橡胶相，由苯乙烯和丙烯腈单体接枝共聚作为塑料相而成的热塑性弹性体。ASA树脂是一种物理机械性能与ABS相类似的工程塑料。由于ASA正是用不含不饱和双键的丙烯酸酯橡胶取代ABS树脂中含有不饱和双键的丁二烯橡胶部分，因此ASA树脂不单可以抵抗紫外线照射引起的降解、老化、褪色，同时在加工中可耐热氧作用，防止分解和变色。故其耐老化性能是ABS树脂的10倍以上。ASA树脂可广泛应用于汽车、电子、日用品、户外装饰材料和建筑材料等领域。 

因此，利用聚氨酯材料的耐低温性好、高耐磨性、高弹性等来改性ASA树脂，使两者的优异性能结合起来，则可能获得一种具有优异的耐候抗紫外线，良好的耐低温和抗冲击性能，同时兼具耐热性好的高分子材料。这样不仅提高了ASA树脂的冲击性能，而且提高了水性聚氨酯树脂的耐水性能。但首先需要解决两者之前相容性的问题。 

三、发明内容

本发明旨在提供一种阴离子型水性聚氨酯/聚(苯乙烯-丙烯酸酯-丙烯腈)复合乳液的制备方法，所要解决的技术问题是解决ASA树脂和水性聚氨酯树脂的相容性问题，使二者间通过化学键结合起来，从而使合成的复合乳液同时具有耐水、耐油、耐热性能以及较强的冲击性能。 

本发明以阴离子型水性聚氨酯乳液作为种子乳液，进行接枝共聚合成水性聚氨酯/聚(苯 乙烯-丙烯酸酯-丙烯腈)复合乳液。 

本发明解决技术问题采用如下技术方案： 

本发明阴离子型水性聚氨酯/聚(苯乙烯-丙烯酸酯-丙烯腈)复合乳液的制备方法，包括阴离子型水性聚氨酯种子乳液的制备和复合乳液的制备各单元过程： 

所述阴离子型水性聚氨酯种子乳液的制备是将20-40重量份的聚醚二元醇和35-60重量份的甲苯二异氰酸酯混合，氮气保护下在70℃反应2.5小时，然后加入3-10重量份的二羟甲基丙酸(DMPA)、3-10重量份的1，4-丁二醇(BDO)以及0.5-3重量份的催化剂二月桂酸二丁基锡(DBTDL)，于80℃下继续反应3h，随后降温至60-70℃并加入3-10重量份的丙烯酸羟乙酯(HEA)反应1.5h，接着降温至40℃并加入3-10重量份的三乙胺中和反应25min，最后加入100-150重量份的去离子水乳化20-30min，得到阴离子型水性聚氨酯种子乳液； 

所述复合乳液的制备是将20-60重量份的阴离子型水性聚氨酯种子乳液升温至60-80℃保温0.5h，然后滴加20-30重量份的预乳化的丙烯酸酯混合物，约1-3h滴完，滴完后继续保温反应1.5h，随后滴加50-100重量份的预乳化的苯乙烯和丙烯腈混合物进行接枝聚合反应，约3-5h滴完，滴完后继续保温反应3h得到阴离子型水性聚氨酯/聚(苯乙烯-丙烯酸酯-丙烯腈)复合乳液。 

将本发明制备的复合乳液依次经破乳、絮凝、洗涤、离心和干燥工序得到阴离子型水性聚氨酯/聚(苯乙烯-丙烯酸酯-丙烯腈)树脂；破乳时使用的盐类选自氯化钙、硫酸镁、硫酸钠、氯化镁中的一种或几种。 

聚醚二元醇事先在120℃、0.1MPa真空度下脱水2小时。 

所述聚醚二元醇选自聚醚二元醇N210或聚醚二元醇N220。 

所述预乳化的丙烯酸酯混合物按重量份构成为：丙烯酸酯35-45份，乳化剂0.5-2.5份，引发剂0.1-0.35份，pH值调节剂0.1-0.35份，交联剂1.5-3份，去离子水55-65份；