專利名稱：一種丙烯酸改性水性聚氨酯及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面涂層技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種丙烯酸改性水性聚氨酯及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
用于塑膠漆的傳統(tǒng)油漆，一般是以來自于石油的各種有機(jī)溶劑為稀釋劑，這種傳統(tǒng)油漆在涂裝后，其中占油漆體積50%以上的有機(jī)溶劑就會變成有害氣體散發(fā)于空氣中，造成嚴(yán)重的大氣環(huán)境污染，并且對人體的健康構(gòu)成了威脅。同時有機(jī)溶劑的提取也會浪費(fèi)大量的不可再生的石油資源。水性漆以水為稀釋水，不含或含極少量有機(jī)溶劑，涂裝后揮發(fā)于大氣中的是水蒸氣，對人體和環(huán)境不會造成任何傷害，屬于綠色環(huán)保，資源節(jié)約型產(chǎn)品。隨著環(huán)保法規(guī)的進(jìn)一步完善，以減輕地球負(fù)荷為目的，低VOC或零VOC排放的新型涂料成為研發(fā)的熱點(diǎn)，水性塑膠漆的研發(fā)更為引人注目。用于ABS的塑膠漆樹脂要求具有很好的附著力、較高的硬度、良好的耐乙醇擦洗能力和較好的對銀粉排列性。目前市場上的用于ABS的水性塑膠漆有水性丙烯酸類和水性聚氨酯類，但是在附著力和耐醇性都存在一些不足。因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種丙烯酸改性水性聚氨酯及其制備方法和應(yīng)用，所述丙烯酸改性水性聚氨酯與ABS具有相似結(jié)構(gòu)，附著力好，且硬度和耐醇性都得到了提高，旨在解決現(xiàn)有水性ABS塑膠漆的附著力和耐醇性不足的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種丙烯酸改性水性聚氨酯的制備方法，其中，所述丙烯酸改性水性聚氨酯的制備方法，包括以下步驟
將聚丁烯-丙烯腈共聚二醇10-20份、聚醚多元醇10-20份、二異氰酸酯50-60份在80-85°C反應(yīng)2-3h，加親水?dāng)U鏈劑3-6份在80_85°C繼續(xù)反應(yīng)3_5h，降溫至35 45°C °C加三乙胺2-5份反應(yīng)30min，加入溶度為15 25%的乙二胺水溶液分散0. 5_lh，得到水性聚氨酯分散體；
將10份水加入反應(yīng)容器，加熱到75 85°C ;取50-70份水性聚氨酯與20-40份苯乙烯、1-2份丙烯酸、0. 5-1份過硫酸銨混合一起，然后2-3h內(nèi)滴加到反應(yīng)容器中，保溫0. 5^1. 5h，降溫到50-60°C，加氨水調(diào)節(jié)PH為7-9，得到所述丙烯酸改性水性聚氨酯。所述的丙烯酸改性水性聚氨酯的制備方法，其中，所述聚丁烯-丙烯腈共聚二醇數(shù)均分子量為2000-3000。所述的丙烯酸改性水性聚氨酯的制備方法，其中，所述聚醚二元醇為PTMG或PPG，分子量為1000-2000。所述的丙烯酸改性水性聚氨酯的制備方法，其中，所述二異氰酸酯為IPDI或H12MDI0所述的丙烯酸改性水性聚氨酯的制備方法，其中，所述親水?dāng)U鏈劑為DMPA或DMBA。一種丙烯酸改性水性聚氨酯，其中，所述丙烯酸改性水性聚氨酯是采用如上所述的丙烯酸改性水性聚氨酯的制備方法制備得到。一種如上所述的丙烯酸改性水性聚氨酯的應(yīng)用，其中，將所述丙烯酸改性水性聚氨酯用于制備水性ABS塑膠漆。有益效果采用上述制備方法得到的丙烯酸改性水性聚氨酯，不僅氣味小、不污染環(huán)境，在噴涂過程中無有害物質(zhì)釋放，系一種環(huán)保型樹脂，而且該樹脂硬度高，耐醇性優(yōu)良，對ABS附著力好,可以為水性塑膠漆提供硬度、耐醇性優(yōu)良和對ABS的附著力。


圖1為本發(fā)明丙烯酸改性水性聚氨酯的制備方法中制備水性聚氨酯分散體反應(yīng)路線不意圖。圖2為本發(fā)明丙烯酸改性水性聚氨酯的制備方法中采用水性聚氨酯分散體制備丙烯酸改性水性聚氨酯的反應(yīng)路線示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種丙烯酸改性水性聚氨酯及其制備方法和應(yīng)用，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本 發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明所提供的丙烯酸改性水性聚氨酯，是從ABS (丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料，Acrylonitrile Butadiene Styrene plastic)的結(jié)構(gòu)考慮,設(shè)計(jì)出與ABS具有相似結(jié)構(gòu)的PUA樹脂(水性丙烯酸-聚氨酯共聚樹脂)來滿足附著力的要求，同時所述丙烯酸改性水性聚氨酯的互穿高交聯(lián)結(jié)構(gòu)還可提供漆膜的耐醇性和硬度。所述丙烯酸改性水性聚氨酯的制備過程包括兩個部分
1、制備水性聚氨酯分散體其反應(yīng)路線如圖1所示，用二異氰酸酯、聚丁烯-丙烯腈共聚二醇和聚醚多元醇生成NCO封端的聚預(yù)體，然后用親水?dāng)U鏈劑擴(kuò)鏈，再用三乙胺中和，最后加入含乙二胺的水溶液進(jìn)行后擴(kuò)鏈，得到水性聚氨酯分散體；
2、制備丙烯酸改性水性聚氨酯其反應(yīng)路線如圖2所示(其中，R基為
用苯乙烯和丙烯酸對水性聚氨酯分散體進(jìn)
COO* IfKRi O
行改性，得到具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水性丙烯酸-聚氨酯共聚樹脂，即本發(fā)明所提供的丙烯酸改性水性聚氨酯。具體地，所述丙烯酸改性水性聚氨酯的制備方法，包括以下步驟
將聚丁烯-丙烯腈共聚二醇10-20份、聚醚多元醇10-20份、二異氰酸酯50-60份在80-85°C反應(yīng)2-3h，加親水?dāng)U鏈劑3-6份在80_85°C繼續(xù)反應(yīng)3_5h，降溫至35 45°C加三乙胺2-5份反應(yīng)30min，加入溶度為15 25%乙二胺的水溶液15-25份，分散0. 5_lh，得到水性聚氨酯分散體；將10份水加入反應(yīng)釜，加熱到75 85°C，取50-70份水性聚氨酯與20-40份苯乙烯、1_2份丙烯酸、0. 5-1份過硫酸銨混合一起，然后2-3h內(nèi)滴加到反應(yīng)釜中，保溫0. 5^1. 5h，降溫到50-60°C，加氨水調(diào)節(jié)PH為7-9，得到互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水性丙烯酸-聚氨酯共聚樹脂。其中，所述聚丁烯-丙烯腈共聚二醇數(shù)均分子量為2000-3000。所述聚醚二元醇為PTMG (聚四氫呋喃二醇)或PPG (聚醚多元醇)，分子量為1000-2000。所述二異氰酸酯為IPDI (異佛爾酮二異氰酸酯)或H12MDI (氫化苯基甲烷二異氰酸酯)。所述親水?dāng)U鏈劑為DMPA (2，2-二羥甲基丙酸)或DMBA (2，2-二羥甲基丁酸)。采用上述制備方法得到的丙烯酸改性水性聚氨酯，不僅氣味小、不污染環(huán)境，在噴涂過程中無有害物質(zhì)釋放，系一種環(huán)保型樹脂，而且該樹脂硬度高，耐醇性優(yōu)良，對ABS附著力好，可以為水性塑膠漆提供硬度、耐醇性優(yōu)良和對ABS的附著力。因此，本發(fā)明中還提供所述丙烯酸改性水性聚氨酯的應(yīng)用，將所述丙烯酸改性水性聚氨酯用于制備水性ABS塑膠漆，所得水性ABS塑膠漆的漆膜硬度高，耐醇性優(yōu)良，對ABS附著力好。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下通過實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例1
I)將聚丁烯-丙烯腈共聚二醇20份、PPG 20份、Iroi 50份在80°C反應(yīng)3h，加DMPA 4份在80°C繼續(xù)反應(yīng)約5h，降溫至40°C加三乙胺3份反應(yīng)30min，加入溶度為20%乙二胺的水溶液15份分散約lh，得到水性聚氨酯分散體。2)將10份水加入反應(yīng)釜，加熱到80°C，取70份水性聚氨酯與20份苯乙烯、2份丙烯酸、0. 5份過硫酸銨混合一起，然后2. 5h內(nèi)滴加到反應(yīng)釜中，保溫lh，降溫到55°C，加氨水調(diào)節(jié)PH為7，得到互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水性丙烯酸-聚氨酯共聚樹脂(PUA)。其產(chǎn)品典型特性如下
權(quán)利要求
1.一種丙烯酸改性水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，所述丙烯酸改性水性聚氨酯的制備方法，包括以下步驟 將聚丁烯-丙烯腈共聚二醇10-20份、聚醚多元醇10-20份、二異氰酸酯50-60份在80-85°C反應(yīng)2-3h，加親水?dāng)U鏈劑3-6份在80_85°C繼續(xù)反應(yīng)3_5h，降溫至35 45°C°C加三乙胺2-5份反應(yīng)30min，加入溶度為15 25%的乙二胺水溶液分散0. 5_lh，得到水性聚氨酯分散體； 將10份水加入反應(yīng)容器，加熱到75 85°C ;取50-70份水性聚氨酯與20-40份苯乙烯、1-2份丙烯酸、0. 5-1份過硫酸銨混合一起，然后2-3h內(nèi)滴加到反應(yīng)容器中，保溫0. 5^1. 5h，降溫到50-60°C，加氨水調(diào)節(jié)PH為7-9，得到所述丙烯酸改性水性聚氨酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯酸改性水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，所述聚丁烯-丙烯腈共聚二醇數(shù)均分子量為2000-3000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯酸改性水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，所述聚醚二元醇為PTMG或PPG，分子量為1000-2000。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯酸改性水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，所述二異氰酸酯為IPDI或H12MDI15
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯酸改性水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，所述親水?dāng)U鏈劑為DMPA或DMBA。
6.一種丙烯酸改性水性聚氨酯，其特征在于，所述丙烯酸改性水性聚氨酯是采用如權(quán)利要求I所述的丙烯酸改性水性聚氨酯的制備方法制備得到。
7.—種如權(quán)利要求6所述的丙烯酸改性水性聚氨酯的應(yīng)用，其特征在于，將所述丙烯酸改性水性聚氨酯用于制備水性ABS塑膠漆。
全文摘要
本發(fā)明公開一種丙烯酸改性水性聚氨酯及其制備方法和應(yīng)用，所述丙烯酸改性水性聚氨酯的制備方法，包括以下步驟用二異氰酸酯、聚丁烯-丙烯腈共聚二醇和聚醚多元醇生成NCO封端的聚預(yù)體，然后用親水?dāng)U鏈劑擴(kuò)鏈，再用三乙胺中和，最后加入含乙二胺的水溶液進(jìn)行后擴(kuò)鏈，得到水性聚氨酯分散體；用苯乙烯和丙烯酸對水性聚氨酯分散體進(jìn)行改性，得到具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的丙烯酸改性水性聚氨酯。采用上述制備方法得到的丙烯酸改性水性聚氨酯，不僅氣味小、不污染環(huán)境，在噴涂過程中無有害物質(zhì)釋放，系一種環(huán)保型樹脂，而且該樹脂硬度高，耐醇性優(yōu)良，對ABS附著力好，可以為水性塑膠漆提供硬度、耐醇性優(yōu)良和對ABS的附著力。
文檔編號C08J7/04GK103059230SQ20131003537
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者趙志輝 申請人:廣東銀洋樹脂有限公司