一种核壳型聚氨酯-丙烯酸乳液及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110317301A(43)申请公布日2019.10.11(21)申请号201910546099.8(22)申请日2019.06.24(71)申请人常熟巴德富科技有限公司地址215500江苏省苏州市常熟经济技术开发区亚太路2号(72)发明人张萌(51)Int.Cl.C08F283/00(2006.01)C08F220/18(2006.01)C08G18/67(2006.01)C08G18/66(2006.01)C08G18/42(2006.01)C08G18/34(2006.01)C08G18/32(2006.01)C09D151/08(2006.01)权利要求书4页说明书13页(54)发明名称一种核壳型聚氨酯-丙烯酸乳液及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种核壳型聚氨酯-丙烯酸乳液，所述聚氨酯-丙烯酸乳液的原料包括作为核结构的超支化聚酯改性聚氨酯水分散体、作为壳结构的丙烯酸酯预乳化单体混合物以及引发将所述壳结构与所述核结构进行交联键合反应的引发剂水溶液；其中，所述超支化聚酯改性聚氨酯水分散体的原料组分包括多官能度异氰酸酯、聚合物多元醇以及带有羧基基团的超支化聚酯；本发明还涉及了该核壳型聚氨酯-丙烯酸乳液的制备及其应用，本发明可以明显提高聚氨酯-丙烯酸乳液中水性聚氨酯链段的机械强度及硬度，从而进一步提高水性聚氨酯链段的耐水性和耐溶剂性，同时能够显著改善聚氨酯-丙烯酸乳液中丙烯酸酯链段高粘低脆的缺陷；应用作为制备涂料的原料，可以同时有效提升涂膜的物理机械性能、耐水性、耐溶剂性、成膜性以及耐候性。CN110317301ACN110317301A权利要求书1/4页1.一种核壳型聚氨酯-丙烯酸乳液，其特征在于，所述聚氨酯-丙烯酸乳液的原料包括作为核结构的超支化聚酯改性聚氨酯水分散体、作为壳结构的丙烯酸酯预乳化单体混合物以及引发将所述壳结构与所述核结构进行交联键合反应的引发剂水溶液；其中，所述超支化聚酯改性聚氨酯水分散体的原料组分包括多官能度异氰酸酯、聚合物多元醇以及带有羧基基团的超支化聚酯。2.如权利要求1所述的核壳型聚氨酯-丙烯酸乳液，其特征在于，所述超支化聚酯改性聚氨酯水分散体包括以下原料组分：3.如权利要求1所述的核壳型聚氨酯-丙烯酸乳液，其特征在于，所述丙烯酸酯预乳化单体混合物的原料包括以下原料组分：4.如权利要求1或2或3所述的核壳型聚氨酯-丙烯酸乳液，其特征在于，所述引发剂水溶液包括1-10份引发剂，10-50份纯水，其中，所述引发剂采用过硫酸盐。5.如权利要求2所述的核壳型聚氨酯-丙烯酸乳液，其特征在于，所述多官能度脂肪族异氰酸酯中异氰酸酯基团的官能度至少为2，选自多官能度脂肪族异氰酸酯、多官能度脂环族异氰酸酯中的至少一种；所述聚合物多元醇选自聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇中的至少一种，其中，所述聚酯多元醇由二元酸与二元醇缩合而成或由内酯开环聚合而成；所述聚醚多元醇是含有氧化乙烯、氧化丙烯、氧化丁烯中的至少一种重复单元的聚醚多元醇；所述聚碳酸酯多元醇是含至少两个端羟基含碳酸酯结构的齐聚物，采用碳酸二酯与二元醇进行酯交换反2CN110317301A权利要求书2/4页应获得；所述聚合物多元醇的分子量范围为500-5000g/mol，羟值范围为10-250mgKOH/g；所述亲水扩链剂选自2,2-二羟甲基丙酸、2,2-二羟甲基丁酸、N-磺酸乙基乙二胺中的至少一种；所述一般扩链剂选自二元醇、二元胺中的至少一种；所述含碳碳双键的功能性二元醇选自以下结构中的一种：式中，m+n＝2，m，n均为整数；所述有机金属催化剂选自有机锡、有机铋和有机锆金属化合物中的至少一种；所述有机溶剂选自脂肪族酮类中的至少一种；所述有机胺中和剂选自脂肪族叔胺中的至少一种；所述带有羧基基团的超支化聚酯选自以下结构中的一种：式中，o和p为正整数，o+p≤80；其中，为所述超支化羟基聚酯的骨架，R1为酸酐分子中除去酸酐基团后剩余的烷基基团，其中，酸酐选自六氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢苯酐、邻苯二甲酸酐、丁二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐、偏苯三酸酐中的至少一种。6.如权利要求3所述的核壳型聚氨酯-丙烯酸乳液，其特征在于，所述丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯单体的衍生物选自丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸环烷基酯、甲基丙烯酸环烷基酯、丙烯酸羟烷基酯、甲基丙烯酸羟烷基酯中的至少一种；所述乳化剂选自阴离子乳化剂中的至少一种。7.如权利要求6所述的核壳型聚氨酯-丙烯酸乳液，其特征在于，所述丙烯酸酯和/或甲3CN110317301A权利要求书3/4页基丙烯酸酯单体的衍生物为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙