PUA是水性聚胺脂樹脂
水性聚氨酯大單體制備
向帶有攪拌裝置、溫度計(jì)、N2入口和冷凝管的四口玻璃燒瓶中加入PPG，HDO，DMPA，100℃下真空干燥脫水1h，降溫至80℃，加入N-甲基吡咯烷酮，攪拌使DMPA全部溶解后，開始滴加TDI和丁酮(50/50，質(zhì)量比)混合液，約1h滴完，向其中加入二正丁基錫二月桂酸酯，持續(xù)攪拌反應(yīng)4h；冷卻至60℃，加入少量對苯二酚，滴加HEA，20min滴完，保溫反應(yīng)4h；加入乙醇，反應(yīng)1h，加入TEA中和0.5h，加水，得半透明水性聚氨酯大單體(WPU)，固含量30%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
②核殼結(jié)構(gòu)水性丙烯酸聚氨酯雜化體制備
取上述WPU大單體溶液，加入帶有攪拌裝置、溫度計(jì)，冷凝管和恒壓滴液漏斗四口玻璃燒瓶中，將MMA、BA、HEA、MAA和ABN混合取其20%加入反應(yīng)瓶，升溫至85℃，攪拌打底聚合1h，從滴液漏斗同時滴加引發(fā)劑單體溶液，3.5h滴加完畢，在85℃繼續(xù)反應(yīng)1h，升溫90℃，繼續(xù)反應(yīng)1h后，冷卻至60℃，加AMP95調(diào)整pH值為8.0~8.5，降溫至室溫，400目網(wǎng)過濾，即得到水性丙烯酸聚氨酯雜化乳液。
①大單體合成配方
|
原料
|
g
|
|
PPG，Mn 1000
|
18
|
|
HDO
|
2.76
|
|
DMPA
|
2.48
|
|
TDI
|
13.88
|
|
DBTDL
|
0.4（10%溶液）
|
|
NMP
|
10.58
|
|
HEA
|
2.38
|
|
乙醇
|
0.91
|
TEA
|
1.86
|
|
水
|
86.71
|
②雜化體合成配方
|
原料
|
g
|
|
大單體水分散體
|
40
|
|
MMA
|
10.08
|
|
BA
|
6.3
|
|
HEA
|
0.36
|
|
MAA
|
0.36
|
|
交聯(lián)單體
|
0.9
|
|
AIBN
|
0.218
|
|
水
|
20，分成兩份分別稀釋大單體和溶解引發(fā)劑
|
AMP95
|
適量
|
①不飽和聚酯合成配方
|
原料
|
g
|
|
新戊二醇
|
22.41
|
|
2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇
|
12.5
|
|
馬來酸酐
|
1.5
|
|
己二醇
|
31.89
|
有機(jī)錫催化劑
|
適量
|
②水性聚氨酯合成配方
|
原料
|
g
|
|
不飽和端羥基聚酯
|
25.85
|
|
BDO
|
4.09
|
|
DMPA
|
3.65
|
|
IPDI
|
26.5
|
|
DBTDL
|
0.1%
|
|
NMP
|
15
|
|
TEA
|
2.71
|
|
丙酮
|
10
|
|
乙二胺
|
3.75
|
水
|
140.6
|
③雜化體
|
原料
|
g
|
水性聚氨酯
|
50
|
|
MMA
|
17.6
|
|
MBA
|
2.62
|
|
LMA
|
1.15
|
雙丙酮丙烯酰胺
|
0.72
|
|
A151 (乙烯基三甲氧基硅烷)
|
0.72
|
|
AIBN
|
0.27
|
|
水
|
34.5 稀釋水性聚氨酯
|
|
三乙胺
|
適量，pH 8-8.5
|
己二酸二酰肼
|
0.36 （1.00水稀釋）
|
合成工藝
①在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將MA(馬來酸酐)、AD(己二酸)、NPG(新戊二醇)、BEPD(2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇)和催化劑加入帶有攪拌、溫度計(jì)、氮?dú)鈱?dǎo)氣管，冷凝管、分水器的反應(yīng)器中，升溫到140℃，攪拌，緩慢升溫至190℃(升溫時間為4h)。在190℃保溫0.5h后，開始測定酸值，當(dāng)酸值降至5 mgKOH/g樹脂時，降溫、過濾，即得端羥基不飽和聚酯。
②將上述端羥基不飽和聚酯、1,4-丁二醇、二羥甲基丙酸加入帶有攪拌器、溫度計(jì)、氮?dú)鈱?dǎo)氣管、冷凝管的反應(yīng)器中，在110℃條件下，先真空脫水1h，真空度不小于0.060MPa，然后降溫至60℃，加入N-甲基吡咯烷酮。通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，開始滴加異佛爾酮二異氰酸酯，1h滴加完畢，保溫1h；然后升溫到80℃。加入催化劑(二月桂酸二丁基錫)。繼續(xù)保溫反應(yīng)2h后，開始測定NCO含量，當(dāng)NCO含量≤4.07%(理論值)，降溫至60℃，加入中和劑(三乙胺)；攪拌0.5h后，用丙酮調(diào)節(jié)體系黏度，降溫至40℃，在快速攪拌的狀態(tài)下滴加去離子水，強(qiáng)力分散下加入擴(kuò)鏈劑(乙二胺)，繼續(xù)分散1h，60℃減壓脫除丙酮，即得半透明狀不飽和水性聚氨酯分散體。
③取配方量的水性聚氨酯和去離子水加入帶有攪拌裝置、溫度計(jì)、冷凝管和恒壓滴液漏斗的四口反應(yīng)器中，取甲基丙烯酸月桂酯、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、雙丙酮丙烯酰胺與偶氮二異丁腈混合，取其20%加入反應(yīng)器，溫度控制在40-60℃，攪拌0.5h溶脹膠粒，從滴液漏斗滴加剩余單體和引發(fā)劑溶液，溫度控制在80℃，4h滴加完畢，視冷凝管中單體回流速度來控制滴加速度；在85℃繼續(xù)反應(yīng)1h；冷卻至40℃，加中和劑(三乙胺)調(diào)整pH值為8.0~8.5，加入己二酸二酰肼，攪拌20min；400目網(wǎng)過濾，即得到自交聯(lián)型水性丙烯酸聚氨酯雜化樹脂。采用丙烯酸樹脂(PA)對水性聚氨酯(PUD)進(jìn)行改性通常有兩種方法：物理改性和化學(xué)改性，前者主要是將PA乳液和PUD進(jìn)行物理拼混，以提高PUD的物理機(jī)械性能(硬度、拉伸強(qiáng)度)，改善PA乳液的成膜性能，同時降低生產(chǎn)成本，采用此種改性方法所用的丙烯酸乳液應(yīng)該認(rèn)真選擇，否則可能影響涂膜性能，甚至破乳。化學(xué)改性主要是制備以丙烯酸酯樹脂為核、聚氨酯為殼的無皂核殼乳液，該方法要先制備端-NCO基的聚氨酯預(yù)聚物，經(jīng)封端引入端不飽和鍵(如丙烯酰氧基)，經(jīng)中和、加水得水性聚氨酯表面活性大單體，然后通過自由基引發(fā)聚合制得丙烯酸樹酯改性的聚氨酯水分散體(WPUA)。WPUA屬分子級雜化，可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)迫互溶，不易分相，使聚氨酯和聚丙烯酸樹脂的性能互補(bǔ)，同時又降低了成本，被譽(yù)為“一代水性聚氨酯”。此合成技術(shù)是PUD以及丙烯酸乳液合成技術(shù)上的創(chuàng)新和一大突破。聚合用的丙烯酸酯類單體中可以引入乙烯基硅氧烷單體和氟單體，以對丙烯酸樹脂進(jìn)行氟、硅改性，進(jìn)一步提高樹脂性能(如耐熱性、耐水性、耐候性、透氣性等)。
粵公網(wǎng)安備 44190002005999號 版權(quán)所有 東莞市蒂森新材料有限公司