[发明专利]一种水性单组份丙烯酸改性聚氨酯潮气固化剂及制备方法

说明书

本发明公开了一种水性单组份丙烯酸改性聚氨酯潮气固化剂及制备方法，所述水性单组份丙烯酸改性聚氨酯潮气固化剂，包括以下重量百分比的原料：脂肪类异氰酸酯单体25‑45％、水性羟基丙烯酸树脂预聚体35‑50％、多元醇1‑5％、醚酯类溶剂15‑25％和助剂0‑2％。本发明的水性单组份丙烯酸改性聚氨酯潮气固化剂主要是通过引入具有亲水基团的水性羟基丙烯酸预聚体来改善聚异氰酸酯，以使其在施工时易于在水中乳化分散，并保持一定的稳定性。其优点为少含溶剂、环保无毒、极易分散于水性聚合物中。该制备方法工艺简单、成本低、易于操作，可实现工业化生产。

技术领域

本发明属于水性聚氨酯涂料领域，具体涉及一种水性单组份丙烯酸改性聚氨酯潮气固化剂及制备方法。

背景技术

随着人类环保意识的增加，水性潮气聚氨酯材料取代传统的溶剂型潮气聚氨酯是必然的趋势和需要。水性聚氨酯固化剂以水为分散介质，具有少溶剂或无溶剂、无臭味、无污染、不燃、与其他乳液易掺混、有利于改性等特点，已被广泛应用于胶粘剂、涂料、纸张涂层、皮革涂饰剂等产品中。

近年来，由于保护地球的环境舆论压力与日俱增以及一些发达国家的消防法规及溶剂法规的出台，限制了溶剂型聚氨酯的使用，促使世界各地聚氨酯材料研究人员积极进行水性聚氨酯固化剂的开发与研究，进而水性聚氨酯的固化剂也随之产生并快速发展。

水性单组份潮气聚氨酯固化剂是在传统潮气聚氨酯固化剂的基础上引入亲水基团来改善聚异氰酸酯，以使其易于在水中乳化分散，并保持一定的稳定性。其优点为不含或少含溶剂、环保无毒、极易分散于水性聚合物中。常用的改性方法为直接乳化法和亲水改性。直接乳化法是指聚氨酯分子中的亲水性链段或基团含量很少，不足以自乳化，或者是其链中彻底不含亲水性成分，故需要外加乳化剂，依靠外力才能获得乳液。亲水改性法是指在聚氨酯预聚体的分子链中直接引入亲水基团，或者是引入含有亲水基团的扩链剂，然后将其中和成盐，所得亲水改性聚氨酯可直接分散于水中形成稳定的聚氨酯乳液。直接乳化法具有粒径大小不等，相容性较差等缺点。目前，大部分生产水性聚氨酯固化剂都是得到双组份漆、具有较高NCO活性基团，如专利文献CN 101649036A、CN 105646841A、CN 102617824A等，或水溶性不好，使用不方便，或成膜致密性不好，耐用性差。

因此，有必要研究一种易分散于水、成膜性好、持久耐用的水性单组份丙烯酸改性聚氨酯潮气固化剂。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种水性单组份丙烯酸改性聚氨酯潮气固化剂，该产品加水即可使用，具有少溶剂或无溶剂、无臭味、无污染、不燃、与其他乳液易掺混、有利于改性等特点，成膜致密性好，而且兼具水性羟基丙烯酸树脂优良的粘结性、保光性、耐酸碱性和聚氨酯的耐候性、耐磨等特性。

本发明还提供了水性单组份丙烯酸改性聚氨酯潮气固化剂的制备方法，具有设备成本低、操作简单的特点，而且处理过程中不必使用大量的试剂和能源，经济环保。

本发明采用的技术方案是：一种水性单组份丙烯酸改性聚氨酯潮气固化剂，包括以下重量百分比的原料：

优选的，一种水性单组份丙烯酸改性聚氨酯潮气固化剂，包括以下重量百分比的原料：

优选的，脂肪类异氰酸酯单体选自六亚甲基二异氰酸酯、二环已基甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或几种。

脂肪类异氰酸酯单体活性温和，在水中也可发挥活性。

优选的，水性羟基丙烯酸树脂预聚体由以下方法制备得到：将丙烯酸及其酯类单体(93-97％)和引发剂(0.5-2％)混合，进行加热反应，降温，加入阻聚剂(0.2-0.5％)和中和剂(1-5％)，除去残留单体，得到水性羟基丙烯酸树脂预聚体。