[发明专利]一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯及其制备方法，该丙烯酸聚氨酯包括改性聚氨酯树脂预聚体和改性丙烯酸；改性丙烯酸树由超支化丙烯酸树脂与3‑氨基丙烷磺酸脱水缩合，使得超支化丙烯酸树脂上的羧基与3‑氨基丙烷磺酸上的氨基反应，再加入十七氟癸基三乙氧基硅烷，在碱性条件下硅氧烷水解交联，并使磺酸基团形成磺酸钠，制得改性丙烯酸树脂，高耐水水性丙烯酸聚氨酯分子中含有长链烷基和长链氟烷基，同时与有机硅侧链配合，使得水性丙烯酸聚氨酯具有很好的耐水效果，同时侧链磺酸钠和吗啉环能够增加酰胺键键能，提高了聚合物的耐温效果，且该聚合物为超支化结构能够进一步提升聚合物的耐温和耐水效果。

技术领域

本发明涉及水性高分子材料制备技术领域，具体涉及一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯及其制备方法。

背景技术

聚氨酯是一种重要的合成树脂，由于分子链中含有氨基甲酸酯基，因而分子链间的氢键作用力较强，同时其软硬的可调，粘附性好、不同的合成条件能制备出性能各异的聚氨酯材料，可用作涂料、泡沫塑料和合成皮革等产品，深受人们关注，并且产品与品种正在不断拓展，丙烯酸聚氨酯用聚丙烯酸酯(PA)改性聚氨酯使二者有机结合，通过引入具有性能互补性的聚丙烯酸酯组分取长补短能使涂料的化学稳定性、耐热性、拒水抗污染性和耐大气老化等综合性能得到显著提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯及其制备方法，解决了现阶段水性丙烯酸聚氨酯耐水效果和耐温效果差的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高耐水水性丙烯酸聚氨酯，包括改性聚氨酯树脂预聚体和改性丙烯酸。

进一步，所述的改性聚氨酯树脂预聚体由如下步骤制成：

步骤A1：将2,2-二羟甲基丙酸、三甲基氯硅烷、三乙胺、四氢呋喃混合均匀，在转速为200-300r/min，温度为80-85℃的条件下，进行反应7-9h，制得中间体1，将中间体1、十八烷醇、对甲苯磺酸、N,N-二甲基甲酰胺混合，在转速为150-200r/min，温度为110-120℃的条件下，进行反应6-8h，制得中间体2；

步骤A2：将中间体2、乙醇、碳酸钾混合均匀，在转速为200-300r/min，温度为0-3℃的条件下，进行反应40-50min，制得中间体3，将中间体3、聚醚二元醇1000、异佛尔酮二异氰酸酯、N-甲基吡咯烷酮混合均匀，通入氮气保护，在转速为150-200r/min，温度为70-75℃的条件下，进行反应3-5h，制得改性聚氨酯树脂预聚体。

进一步，步骤A1所述的2,2-二羟甲基丙酸、三甲基氯硅烷、三乙胺的摩尔比为1:2:1.1，中间体1和十八烷醇的摩尔比为1:1。

进一步，步骤A2所述的中间体2、乙醇、碳酸钾的用量比为10mmol:40mL:6mmol，中间体3、聚醚二元醇1000、异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为1:2:4。

进一步，所述的改性丙烯酸由如下步骤制成：

将超支化丙烯酸树脂、3-氨基丙烷磺酸、去离子水、1-羟基苯并三唑混合均匀，在温度为150-200r/min，温度为20-25℃的条件下，进行反应3-5h后，调节反应液pH值为碱性，加入十七氟癸基三乙氧基硅烷，升温至温度为70-80℃的条件下，进行反应6-8h，制得改性丙烯酸。

进一步，所述的超支化丙烯酸树脂中的羧基和3-氨基丙烷磺酸的摩尔比为1:1，十七氟癸基三乙氧基硅烷的用量为超支化丙烯酸树脂质量的5-10%。

进一步，所述的超支化丙烯酸树脂由如下步骤制成：