[发明专利]一种聚氨酯环氧树脂丙烯酸酯三元共聚树脂纳米水分散液的制备方法

权利要求书

1.一种聚氨酯环氧树脂丙烯酸酯三元共聚树脂纳米水分散液的制备方法，其特征在于按如下步骤进行：

a、聚氨酯大分子单体的制备

先由多异氰酸酯类单体和多元醇类单体在催化剂作用下通过聚加成反应制得端基为-NCO的预聚体，再用含羟基的丙烯酸酯单体部分或全部封端，获得聚氨酯大分子单体；

所述的多异氰酸酯类单体为芳香族二异氰酸酯或脂肪族二异氰酸酯；所述多元醇类单体为聚醚多元醇、聚酯多元醇或小分子多元醇；

b、按重量配比称取各原料：

其中各原料的重量百分比之和为100％；

c、聚氨酯环氧树脂丙烯酸酯三元共聚树脂的制备

将双酚A环氧树脂和醇类或醇醚类溶剂加入到装有聚氨酯大分子单体的反应釜中，通氮气10分钟，边搅拌边升温至90-120℃，然后逐滴加入丙烯酸类单体、丙烯酸酯类单体和过氧类自由基引发剂的混合物，滴加时间2-5小时，滴加完成后再继续保温反应1-5小时，制得聚氨酯环氧树脂丙烯酸酯三元共聚树脂；

d、聚氨酯环氧树脂丙烯酸酯三元共聚树脂纳米水分散液的制备

在40-60℃条件下，在步骤c制得的聚氨酯环氧树脂丙烯酸酯三元共聚树脂中加入中和剂，中和反应0.5-1小时，加水分散，出料。

2.根据权利要求1所述的聚氨酯环氧树脂丙烯酸酯三元共聚树脂纳米水分散液的制备方法，其特征在于：

步骤a中所述多异氰酸酯类单体为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种；

步骤a中所述多元醇类单体为聚醚二元醇、聚酯二元醇、聚己内酯二元醇和聚碳酸酯二元醇中的一种或几种；

步骤a中所述含羟基的丙烯酸酯单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯或甲基丙烯酸羟丁酯中的一种或几种；

步骤a中所述的催化剂为二丁基二月桂酸锡。

3.根据权利要求1或2所述的聚氨酯环氧树脂丙烯酸酯三元共聚树脂纳米水分散液的制备方法，其特征在于：步骤a中所述多异氰酸酯类单体和所述多元醇类单体的用量根据所需聚氨酯大分子单体的分子量大小而定，且保持-NCO基过量，以生成端基为-NCO的预聚物，多异氰酸酯类单体中-NCO基和多元醇类单体中-OH基的摩尔比值为1.2-2.5：1。

4.根据权利要求1或2所述的聚氨酯环氧树脂丙烯酸酯三元共聚树脂纳米水分散液的制备方法，其特征在于：步骤a中加入含羟基的丙烯酸酯单体对端基为-NCO的预聚体部分或全部封端，含羟基的丙烯酸酯单体与端基为-NCO的预聚体的摩尔比为0.3-1：1。

5.根据权利要求1或2所述的聚氨酯环氧树脂丙烯酸酯三元共聚树脂纳米水分散液的制备方法，其特征在于：步骤a中所述催化剂用量占多异氰酸酯类单体和多元醇类单体质量之和的0.01-0.3％。

6.根据权利要求1或2所述的聚氨酯环氧树脂丙烯酸酯三元共聚树脂纳米水分散液的制备方法，其特征在于：步骤a中为使所述的聚氨脂大分子单体具有一定的水可分散性，在由多异氰酸酯类单体和多元醇类单体通过聚加成反应制得端基为-NCO的预聚体的过程中加入含亲水基团的多元醇，所述含亲水基团的多元醇为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸，所述含亲水基团的多元醇的质量为聚氨脂大分子单体质量的0.5-3％。

7.根据权利要求6所述的聚氨酯环氧树脂丙烯酸酯三元共聚树脂纳米水分散液的制备方法，其特征在于：步骤a聚氨酯大分子单体的制备的具体过程为：

将多元醇类单体加入装有搅拌器和回流冷凝器的反应釜中，在真空条件下脱水处理1小时，再向其中加入含亲水基团的多元醇，置换氮气10分钟，升温到75-85℃，然后加入多异氰酸酯类单体和催化剂，反应3小时后，制得端基为-NCO的预聚体，降温至65℃，再加入含羟基的丙烯酸酯单体反应1小时，即得聚氨酯大分子单体。

8.根据权利要求1所述的制备聚氨酯环氧树脂丙烯酸酯三元共聚树脂纳米水分散液的方法，其特征在于：步骤b中所述的双酚A环氧树脂选自E51型环氧树脂、E44型环氧树脂、E20型环氧树脂和E12型环氧树脂的一种或几种；

步骤b中所述的丙烯酸类单体选自丙烯酸或甲基丙烯酸；

步骤b中所述的丙烯酸酯类单体选自丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟丁酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯中的一种或几种；

步骤b中所述的醇类或醇醚类溶剂选自正丁醇，仲丁醇、异丁醇、正辛醇、仲辛醇、异辛醇、苯甲醇、苯乙醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚的一种或几种；

步骤b中所述的过氧类自由基引发剂是过氧化苯甲酰；

步骤b中所述的中和剂是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氨水、三乙胺、二甲基乙醇胺的一种或几种。