[发明专利]一种具有可再乳化性的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水性聚氨酯丙烯酸酯乳液及其制备方法，具体说是一种具有可再乳化性的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液及其制备方法。

背景技术

紫外光固化的水性聚氨酯丙烯酸酯树脂以水为分散介质，聚氨酯丙烯酸酯组分以几十到几百纳米粒径的微粒形式均匀分散在水中。紫外光固化的水性聚氨酯丙烯酸酯树脂涂布在基材上，随着水分的挥发，微粒相互靠近达到密集充填状态，在密集充填状态下，粒子之间相互接触，粒子发生变形并且粒子间的分子链互相渗透扩散成膜，当紫外光照射涂膜时，激发其中的光引发剂，生成自由基，自由基进一步与聚氨酯丙烯酸酯的双键发生连锁聚合反应形成增长链，从而交联成膜获得具有优良性能的涂层。在CN100368455C，CN1436825A，CN101613571A等专利中都有提到了紫外光固化的水性聚氨酯丙烯酸酯树脂的合成技术，但是现有水性光固化树脂的合成主要集中在通过在聚氨酯丙烯酸酯主链和/或侧链上引入丙烯酸酯基团，从而获得具有一定双键含量树脂以改善涂层的耐性、机械性能等性能。和普通的水性聚氨酯树脂的干燥成膜过程一样，这种水性光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂在用紫外光照射之前的干燥成膜过程中，乳液粒子中的分子链互相渗透扩散，逐渐相互缠绕到一起，当涂膜重新遇水后，无法再次分散到水中成为乳液，因此在施工过程中，容易黏附在施工工具上，不容易清洗，很难实现回收利用，增加了成本。

发明内容：

本发明的一个目的是提供具有可再乳化性的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，本发明的乳液在光固化之前遇水可迅速再乳化变成半透明乳液从基材或施工工具上冲洗下来，实现回收利用节约成本的目的，本发明的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液可广泛应用于木器、地板、塑料、纸张油墨等领域。

本发明的另一个目的是提供上述可再乳化水性聚氨酯丙烯酸酯乳液的制备方法。

为了达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有可再乳化性的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，该乳液固体份中包含30～100wt％可聚合的不饱和水性聚氨酯丙烯酸酯I和0～70wt％至少包含2个(甲基)丙烯酸酯基官能团的丙烯酸酯化合物II。其中不饱和水性聚氨酯丙烯酸酯I由包含以下组分反应得到：以不饱和水性聚氨酯丙烯酸酯I重量计，20～50wt％多异氰酸酯A，5～30wt％聚合二元醇B，5～20wt％亲水化合物C，以及5～40wt％的不饱和丙烯酸酯化合物D。

本发明的具有可再乳化性的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液中，多异氰酸酯A提供的NCO基团与聚合二元醇B和亲水化合物C提供的总的羟基之间的摩尔比为(1.5～2.5)∶1，优选(1.6～1.8)∶1。

本发明的具有可再乳化性的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液中，所述的多异氰酸酯A选自脂肪族、脂环族、芳香族多异氰酸酯和脂肪族、脂环族、芳香族多异氰酸酯的衍生物中的一种或两种或多种，例如可以是1，6-己二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(H₁₂MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、四甲基亚二甲苯二异氰酸酯(TMXDI)、HDI缩二脲、HDI三聚体、IPDI三聚体等，优选H₁₂MDI、HDI和IPDI中的一种或两种或多种。多异氰酸酯A的含量占不饱和水性聚氨酯丙烯酸酯I的重量比为20～50％，优选35～45％，最优选36～42％。

本发明的具有可再乳化性的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液中，所述的聚合二元醇B是重均分子量为200～2000的聚酯二元醇或重均分子量为200～2000的聚醚二元醇，聚醚二元醇可以是聚四氢呋喃醚，聚酯二元醇可以是聚己二酸己二醇酯二元醇、聚己二酸新戊二醇己二醇酯二元醇、聚己二酸丁二醇酯二元醇、聚己二酸二乙二醇酯二元醇、聚己二酸新戊二醇酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚邻苯二甲酸己二醇酯二元醇、聚邻苯二甲酸新戊二醇酯二元醇和聚己内酯二元醇中的一种或两种或多种，优选重均分子量为400～1000的聚己二酸丁二醇酯二元醇和重均分子量为400～1000的聚己二酸新戊二醇酯二元醇中的一种或两种任意比例的混合物。聚合二元醇B占不饱和水性聚氨酯丙烯酸酯I的重量比为5～30％，优选10～15％。

本发明的可再乳化性的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液中，所述的不饱和丙烯酸酯化合物D为单羟基丙烯酸酯化合物，其分子结构如下：