本發(fā)明涉及聚氨酯工業(yè)領(lǐng)域，具體涉及新型水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復(fù)合乳液的制備方法。
背景技術(shù)：
水性聚氨酯因具有低揮發(fā)性有機(jī)物含量、無(wú)污染、耐磨性、機(jī)械性能優(yōu)良、易于改性等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于皮革涂飾劑、膠粘劑、涂料等行業(yè)。由于其干燥速度、耐水性、涂膜的硬度及強(qiáng)度性能不及溶劑型聚氨酯，使得水性聚氨酯的推廣應(yīng)用受到了限制。而丙烯酸酯乳液具有較好的力學(xué)性能、耐候性、耐水性等優(yōu)點(diǎn)，使用丙烯酸酯對(duì)水性聚氨酯進(jìn)行改性，可將二者性能進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，得到綜合性能優(yōu)良的水性聚氨酯?丙烯酸酯乳液。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于提供一種操作簡(jiǎn)單，方便加工，且能保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品性能的新型水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復(fù)合乳液的制備方法。
本發(fā)明新型水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復(fù)合乳液的制備方法，包括以下步驟：
第一步，原料預(yù)處理
聚四氫呋喃醚二醇于120度真空脫水2h；乙烯脲在烘箱90度下干燥24h；二羥甲基丙酸研磨成細(xì)粉后，于100度下干燥24h；丙酮、N，N?二甲基甲酰胺、三乙胺用高溫活化后的4A型分子篩處理7天；
第二步，水性聚氨酯脲乳液的合成
在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將聚四氫呋喃醚二醇、異佛爾酮二異氰酸酯加入裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)的四口燒瓶中，并加入催化劑二月桂酸二丁基錫3-5滴，于90度下預(yù)聚反應(yīng)3-4h，用二正丁胺?甲苯法滴定NCO含量；加入二月桂酸二丁基錫和異佛爾酮二異氰酸酯，升溫至100度進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)3h，加入助溶劑；然后降溫至65度，將二羥甲基丙酸粉末加入反應(yīng)體系中，繼續(xù)擴(kuò)鏈反應(yīng)，期間加入丙酮降粘，3-4h后反應(yīng)完全；待體系降至室溫加入三乙胺成鹽15min，之后將預(yù)聚體倒入含水的燒杯中并在高速剪切下乳化分散1h，靜置消泡24h后抽除丙酮，得水性聚氨酯脲乳液；
第三步，水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復(fù)合乳液的合成
在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將聚四氫呋喃醚二醇、異佛爾酮二異氰酸酯加入裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)的四口燒瓶中，并加入催化劑二月桂酸二丁基錫3-5滴，于90度下預(yù)聚反應(yīng)3-4h，用二正丁胺?甲苯法滴定NCO含量；加入二月桂酸二丁基錫和異佛爾酮二異氰酸酯，升溫至100度進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)3h，加入助溶劑；先加入二羥甲基丙酸和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油醚，反應(yīng)結(jié)束后加入丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油醚；然后待體系降至室溫加入三乙胺成鹽15min；在78度下，將過(guò)硫酸銨用恒壓漏斗滴加到溶有丙烯酸酯單體的水性聚氨酯乳液中進(jìn)行自由基聚合，1.5-2h滴加完成，保溫3h，冷卻到室溫加入乙二胺進(jìn)行交聯(lián)，制備出水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復(fù)合乳液。
優(yōu)選地，助溶劑為N，N?二甲基甲酰胺。
優(yōu)選地，硫酸銨的用量為丙烯酸酯單體的1%。
本發(fā)明創(chuàng)新之處是首先采用一種新型的擴(kuò)鏈劑乙烯脲，對(duì)聚氨酯主鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，引入脲鍵或是縮二脲結(jié)構(gòu)，以傳統(tǒng)的合成工藝制備水性聚氨酯脲乳液；其次，利用互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)改性的方法，將丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油醚在水性聚氨酯脲乳液中共聚，后期采用乙二胺對(duì)甲基丙烯酸縮水甘油醚進(jìn)行交聯(lián)，制備出性能優(yōu)良的水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復(fù)合乳液。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一：
本發(fā)明新型水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復(fù)合乳液的制備方法，包括以下步驟：
第一步，原料預(yù)處理
聚四氫呋喃醚二醇于120度真空脫水2h；乙烯脲在烘箱90度下干燥24h；二羥甲基丙酸研磨成細(xì)粉后，于100度下干燥24h；丙酮、N，N?二甲基甲酰胺、三乙胺用高溫活化后的4A型分子篩處理7天；
第二步，水性聚氨酯脲乳液的合成
在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將聚四氫呋喃醚二醇、異佛爾酮二異氰酸酯加入裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)的四口燒瓶中，并加入催化劑二月桂酸二丁基錫3-5滴，于90度下預(yù)聚反應(yīng)3-4h，用二正丁胺?甲苯法滴定NCO含量；加入二月桂酸二丁基錫和異佛爾酮二異氰酸酯，升溫至100度進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)3h，加入助溶劑；然后降溫至65度，將二羥甲基丙酸粉末加入反應(yīng)體系中，繼續(xù)擴(kuò)鏈反應(yīng)，期間加入丙酮降粘，3-4h后反應(yīng)完全；待體系降至室溫加入三乙胺成鹽15min，之后將預(yù)聚體倒入含水的燒杯中并在高速剪切下乳化分散1h，靜置消泡24h后抽除丙酮，得水性聚氨酯脲乳液；
第三步，水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復(fù)合乳液的合成
在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將聚四氫呋喃醚二醇、異佛爾酮二異氰酸酯加入裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)的四口燒瓶中，并加入催化劑二月桂酸二丁基錫3-5滴，于90度下預(yù)聚反應(yīng)3-4h，用二正丁胺?甲苯法滴定NCO含量；加入二月桂酸二丁基錫和異佛爾酮二異氰酸酯，升溫至100度進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)3h，加入助溶劑；先加入二羥甲基丙酸和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油醚，反應(yīng)結(jié)束后加入丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油醚；然后待體系降至室溫加入三乙胺成鹽15min；在78度下，將過(guò)硫酸銨用恒壓漏斗滴加到溶有丙烯酸酯單體的水性聚氨酯乳液中進(jìn)行自由基聚合，1.5-2h滴加完成，保溫3h，冷卻到室溫加入乙二胺進(jìn)行交聯(lián)，制備出水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復(fù)合乳液。
實(shí)施例二：
本發(fā)明新型水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復(fù)合乳液的制備方法，包括以下步驟：
第一步，原料預(yù)處理
聚四氫呋喃醚二醇于120度真空脫水2h；乙烯脲在烘箱90度下干燥24h；二羥甲基丙酸研磨成細(xì)粉后，于100度下干燥24h；丙酮、N，N?二甲基甲酰胺、三乙胺用高溫活化后的4A型分子篩處理7天；
第二步，水性聚氨酯脲乳液的合成
在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將聚四氫呋喃醚二醇、異佛爾酮二異氰酸酯加入裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)的四口燒瓶中，并加入催化劑二月桂酸二丁基錫3-5滴，于90度下預(yù)聚反應(yīng)3-4h，用二正丁胺?甲苯法滴定NCO含量；加入二月桂酸二丁基錫和異佛爾酮二異氰酸酯，升溫至100度進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)3h，加入助溶劑；然后降溫至65度，將二羥甲基丙酸粉末加入反應(yīng)體系中，繼續(xù)擴(kuò)鏈反應(yīng)，期間加入丙酮降粘，3-4h后反應(yīng)完全；待體系降至室溫加入三乙胺成鹽15min，之后將預(yù)聚體倒入含水的燒杯中并在高速剪切下乳化分散1h，靜置消泡24h后抽除丙酮，得水性聚氨酯脲乳液；
第三步，水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復(fù)合乳液的合成
在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將聚四氫呋喃醚二醇、異佛爾酮二異氰酸酯加入裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)的四口燒瓶中，并加入催化劑二月桂酸二丁基錫3-5滴，于90度下預(yù)聚反應(yīng)3-4h，用二正丁胺?甲苯法滴定NCO含量；加入二月桂酸二丁基錫和異佛爾酮二異氰酸酯，升溫至100度進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)3h，加入助溶劑；先加入二羥甲基丙酸和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油醚，反應(yīng)結(jié)束后加入丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油醚；然后待體系降至室溫加入三乙胺成鹽15min；在78度下，將過(guò)硫酸銨用恒壓漏斗滴加到溶有丙烯酸酯單體的水性聚氨酯乳液中進(jìn)行自由基聚合，1.5-2h滴加完成，保溫3h，冷卻到室溫加入乙二胺進(jìn)行交聯(lián)，制備出水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復(fù)合乳液。
助溶劑為N，N?二甲基甲酰胺。
硫酸銨的用量為丙烯酸酯單體的1%。
本發(fā)明創(chuàng)新之處是首先采用一種新型的擴(kuò)鏈劑乙烯脲，對(duì)聚氨酯主鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，引入脲鍵或是縮二脲結(jié)構(gòu)，以傳統(tǒng)的合成工藝制備水性聚氨酯脲乳液；其次，利用互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)改性的方法，將丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油醚在水性聚氨酯脲乳液中共聚，后期采用乙二胺對(duì)甲基丙烯酸縮水甘油醚進(jìn)行交聯(lián)，制備出性能優(yōu)良的水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復(fù)合乳液。