[发明专利]用于水性木器漆的丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于水性木器漆的丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制备方法，聚酯多元醇与多异氰酸酯反应，然后加入小分子多元醇和磺化聚乙二醇进行扩链反应，接着加入适量催化剂，同时加入含羟基不饱和丙烯酸酯单体直至所述多异氰酸酯中的异氰酸酯基全部反应完毕，去离子水进行乳化，得到含不饱和双键的聚氨酯分散体，聚氨酯分散体用去离子水进行稀释后加入丙烯酸酯单体进行乳化得到乳化液，乳化液在反应釜中，加入引发剂溶液，升温反应，得到丙烯酸酯改性水性聚氨酯。本发明以磺酸盐为亲水中心，磺酸盐是一种强酸强碱盐，离子作用强、pH值稳定、抗外界电解质破坏的能力较强，对聚氨酯树脂胶体保护性更好，所以丙烯酸酯改性聚合反应稳定可控。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种用于水性木器漆的丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制备方法。

背景技术

聚氨酯具有优异的耐腐蚀性、附着力、耐化学药品性、耐候性，在胶粘剂、涂料等领域得到广泛的应用。但是溶剂型的聚氨酯含有大量的溶剂，如甲苯、二甲基酰胺等，都会造成严重的环境污染。近年来随着各国环保法规的确立和环保意识的增强，以溶剂为分散介质的聚氨酯越来越受到限制。

水性聚氨酯(WPU)以水为溶剂，不仅具有溶剂型聚氨酯胶粘剂所具有的耐寒、耐候、弹性好、光泽高、软硬段温度可调等基本特性外，还具有不燃、无毒、无污染等优点，但是水性聚氨酯具有固含量低、物理机械性差、耐水性差等缺点，这影响了水性聚氨酯的推广和应用。丙烯酸树脂具有机械强度高、耐老化、抗黄变、耐水性好等优点，越来越受到水性木器漆研究工作者的重视，但是丙烯酸树脂又存在耐有机溶剂性较差、耐热性差，软化点较低、耐磨性差等缺点。因此聚氨酯和聚丙烯酸两者在性能上具有很大的互补性，若将两者复合可以使水性聚氨酯的性能得到明显改善。

目前，现有的水性聚氨酯主要是羧基型的，由于羧基是一种弱酸盐，受外界电解质的影响较大，在对其进行丙烯酸酯改性时，容易产生pH值变化而导致体系不稳定，容易凝胶且产生渣。

鉴于以上所述缺陷，实在有必要提供一种丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制备方法以克服上述缺陷。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于水性木器漆的丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制备方法，该方法以磺酸盐为亲水中心，由于磺酸盐是一种强酸强碱盐，离子作用强、pH值稳定、抗外界电解质破坏的能力较强，对聚氨酯树脂胶体保护性更好，所以丙烯酸酯改性聚合反应稳定可控，是一种较好的丙烯酸酯聚氨酯的改性方法。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种用于水性木器漆的丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制备方法：聚酯多元醇溶解在溶剂中与多异氰酸酯升温反应，然后加入小分子多元醇和磺化聚乙二醇进行升温扩链反应，接着加入适量催化剂继续反应，加入含羟基不饱和丙烯酸酯单体直至多异氰酸酯中的异氰酸酯基全部反应完毕，滴加丙酮后进行分散操作，然后加入去离子水进行乳化，乳化结束，真空脱除丙酮，得到含不饱和双键的聚氨酯分散体，聚氨酯分散体用去离子水进行稀释后加入丙烯酸酯单体进行乳化得到乳化液，一部分乳化液加入到反应釜中，然后在反应釜中加入引发剂溶液，升温反应一段时间，再滴加另一部分乳化液，同时再次滴加引发剂溶液，待所有单体完全反应后，即可得到丙烯酸酯改性水性聚氨酯材料。

本发明提供了一种用于水性木器漆的丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：

(1)在装有冷凝器、温度计、搅拌装置的反应釜中投入聚酯多元醇和适量溶剂，升温并搅拌至聚酯多元醇完全溶解，待温度稳定在60℃，加入多异氰酸酯并升温至75～90℃反应1～2h。

(2)将(1)得到的反应液降温至70℃，加入小分子多元醇和磺化聚乙二醇并升温至80～85℃进行扩链反应30min，加入适量催化剂继续反应3～4h。

(3)在(2)得到的反应液中加入含羟基不饱和丙烯酸酯单体反应，直至异氰酸酯中的异氰酸酯基全部反应完毕，停止加热，向反应釜中滴加丙酮，丙酮滴加完毕，温度稳定在40℃以下，将反应釜中的物料转移至分散釜。