[发明专利]一种无溶剂法制备水性丙烯酸改性聚氨酯树脂的工艺

权利要求书

1.一种无溶剂法制备水性丙烯酸改性聚氨酯树脂的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)将所有聚氨酯预聚体单体投入预聚反应釜中，在60～100℃下反应得到端异氰酸酯预聚体；体系降温至40～60℃后，加入丙烯酸及酯类单体、中和剂，得到混合物A；

2)将计量水加入到分散扩链釜，开启搅拌，然后将混合物A滴加至分散扩链釜中，滴加时间优选10～30min，控制釜内温度20～50℃，加入小分子量多元胺，得到混合物B；

3)将计量水和0～30％的混合物B加入到聚合釜中，开启搅拌，控制釜内温度70～90℃，然后开始同步滴加剩余的混合物B和水溶性引发剂，滴加时间控制在3～5h，滴加结束后保温20～90min；控制温度50～70℃，滴加氧化还原引发剂，滴加时间15～30min，降温过滤，即得水性丙烯酸改性聚氨酯树脂。

2.根据权利要求1所述的无溶剂法制备水性丙烯酸改性聚氨酯树脂的工艺，其特征在于，步骤1)中聚氨酯预聚体单体包括以下a、b、c、d、e五种组分：

a、一种或多种官能度为2～4的多元醇，并且当其中同时包含聚酯多元醇和聚醚多元醇时，所述聚酯多元醇和聚醚多元醇的质量比为0.1～10:1；优选地，所述多元醇为聚四氢呋喃二醇、聚碳酸酯二元醇、聚己内酯二元醇、聚丙二醇、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇、聚丙三醇中的一种或几种的组合；所述多元醇重均分子量为500～5000；

b、一种或多种多异氰酸酯，并且当其中同时包含脂肪族多异氰酸酯和芳香族异氰酸酯时，所述脂肪族多异氰酸酯和芳香族异氰酸酯的质量比为0.1～10:1；优选地，所述多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种的组合；

c、一种或多种亲水扩链剂；优选地，所述亲水扩链剂为羧基二元醇、磺酸盐二元胺和含有聚氧化乙烯基二醇中的一种或多种，更优选羧基二元醇；羧基二元醇进一步优选二羟甲基丙酸和/或二羟甲基丁酸；

d、一种或多种非亲水分子量低于500的醇类扩链剂；优选地，所述醇类扩链剂为C₂-C₁₀的脂肪族二醇或三醇，优选1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、一缩二乙二醇和三羟甲基丙烷中的一种或者多种；

e、一种或多种与NCO成反应性的单官能度的非离子亲水化合物；优选地，所述非离子亲水化合物为包含一个羟基或氨基的聚乙氧基醚，优选数均分子量为200～8000、环氧乙烷个数为4～200的单官能度聚氧乙烯醚，更优选数均分子量500～3000、环氧乙烷个数为12～75的单甲基聚氧乙烯醚，进一步优选聚乙二醇单甲醚。

3.根据权利要求2所述的无溶剂法制备水性丙烯酸改性聚氨酯树脂的工艺，其特征在于，步骤1中丙烯酸及酯类单体包括组分f，所述组分f为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸苯基酯和三甲基丙烯酸酯中的一种或多种，优选甲基丙烯酸甲酯和/或甲基丙烯酸丁酯。

4.根据权利要求3所述的无溶剂法制备水性丙烯酸改性聚氨酯树脂的工艺，其特征在于，步骤1中的中和剂包括组分g，所述组分g为可与羧基反应的三乙胺、三乙醇胺、三丙胺、氨水、氢氧化钠、氢氧化钾二甲基乙醇胺中的一种或多种，优选三乙胺和/或二甲基乙醇胺。

5.根据权利要求4所述的无溶剂法制备水性丙烯酸改性聚氨酯树脂的工艺，其特征在于，步骤2中多元胺包括组分h，所述组分h为分子量低于500的多元胺，优选乙二胺、1,6己二胺、4,4-二环己基甲烷二胺、异佛尔酮二胺、二乙烯三胺中的一种或多种，更优选乙二胺和/或异佛尔酮二胺。

6.根据权利要求5所述的无溶剂法制备水性丙烯酸改性聚氨酯树脂的工艺，其特征在于，步骤3中水溶性引发剂包括组分i，所述组分i为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种或多种。