[发明专利]一种水性聚氨酯复合乳液及其制备方法

说明书

本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种水性聚氨酯复合乳液及其制备方法。本发明提供了一种水性聚氨酯复合乳液，由以下组分制成：聚碳酸亚丙酯多元醇60份，二异氰酸酯20‑60份，亲水扩链剂2‑10份，非亲水扩链剂a 2‑5份，非亲水扩链剂b 0.6‑3份，催化剂0.06‑0.36份，中和剂2‑10份，羟基丙烯酸酯3‑10份，乙烯基单体30‑150份，引发剂0.15‑0.55份，乳化剂0.2‑0.6份，去离子水200‑600份。该水性聚氨酯复合乳液为乙烯基聚合物与聚氨酯乙烯基接枝聚合物的复合乳液，该复合乳液成膜时，由于极性相似相溶，乙烯基组分迁移到底部使其对PS塑料基材附着力良好，聚氨酯组分迁移到涂膜面部使涂膜表面具有优良的表面性能。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种水性聚氨酯复合乳液及其制备方法。

背景技术

聚苯乙烯系(PS)塑料具有硬度高、成型性好、价格便宜等优势，具有十分广泛的应用，如电器外壳、各种塑料制品等，但是由于聚苯乙烯表面自由能低、极性小，水性塑胶涂装时附着困难，故传统PS塑料表面涂装以油性塑胶涂料为主，而油性涂料由于VOC排放量大，已经逐步被禁止使用。水性聚氨酯(PUD)乳液具有优良的成膜性，涂膜具有优异的弹性、光泽度、耐磨性和低温抗冲击性，是一种潜在的性能优异的PS塑料涂料。

CN105860005A公开了以聚碳酸亚丙酯多元醇为原料合成水性聚氨酯乳液，然后与聚丙烯酸酯乳液进行物理共混制备低成本、高硬度的水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，该乳液在马口铁上附着力优良、硬度高、成本低，但是进一步研究发现，该PUD在PS塑料上附着力非常差，无法应用于PS塑料底涂涂料。

发明内容

本发明提供了一种水性聚氨酯复合乳液及其制备方法，解决了PUD在PS塑料上附着力非常差的问题。

其具体技术方案如下：

本发明提供了一种水性聚氨酯复合乳液，由以下组分制成：

聚碳酸亚丙酯多元醇60份，二异氰酸酯20-60份，亲水扩链剂2-10份，非亲水扩链剂a 2-5份，非亲水扩链剂b 0.6-3份，催化剂0.06-0.36份，中和剂2-10份，羟基丙烯酸酯3-10份，乙烯基单体30-150份，引发剂0.15-0.55份，乳化剂0.2-0.6份，去离子水200-600份；

所述乙烯基单体为丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、二乙烯基苯和丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种和苯乙烯。

优选地，所述聚碳酸亚丙酯多元醇的分子量为1000-3000；

所述聚碳酸亚酯多元醇的羟基官能度为2-3；

所述聚碳酸亚丙酯多元醇的分子内碳酸亚丙酯基团的摩尔分率为0.3-0.4。

优选地，所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和氢化二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种；

所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸和/或二羟甲基丁酸；

所述催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二正丁基锡、醋酸锡和有机铋中的一种或多种；

所述中和剂为三乙胺、三丙胺、三丁胺、氢氧化钠和氨水中的一种或多种；

所述非亲水扩链剂a为乙二醇、1,2-丙二醇、1，3-丙二醇、1,4-丁二醇、1，5-戊二醇、异戊二醇、1,6-己二醇、1,2-己二醇、1,4-二羟甲基环己二醇和1,2-环己二醇等中的一种或多种；

所述非亲水扩链剂b为乙二胺、三乙烯二胺和异氟尔酮二胺中的一种或多种；

所述羟基丙烯酸酯为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或多种。