一种HEMA封端的水性聚氨酯‑Pickering丙烯酸酯复合乳液及其制备方法.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CN107868167A(43)申请公布日2018.04.03(21)申请号201711339759.2C08G18/12(2006.01)(22)申请日2017.12.14C08G18/42(2006.01)C08G18/66(2006.01)(71)申请人武汉理工大学C08G18/67(2006.01)地址430070湖北省武汉市洪山区珞狮路C08G18/75(2006.01)122号(72)发明人易英冯皓徐云超王洲洲张延飞唐明(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人乔宇官群(51)Int.Cl.C08F220/18(2006.01)C08F220/14(2006.01)C08F220/06(2006.01)C08F2/30(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图5页(54)发明名称一种HEMA封端的水性聚氨酯-Pickering丙烯酸酯复合乳液及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种HEMA封端的水性聚氨酯-Pickering丙烯酸酯复合乳液及其制备方法，所述复合乳液由HEMA封端的反应型聚氨酯与纳米二氧化硅粒子协同作为复合乳化剂，使丙烯酸酯单体通过Pickering乳液聚合方法得到。本发明制备的HEMA封端的水性聚氨酯-Pickering丙烯酸酯复合乳液综合了WPU和丙烯酸酯两种树脂的优点，改善了单一WPU耐水性能、力学性能、耐热等不足，同时因聚氨酯乳化剂中的碳碳双键作为连接桥梁，大大提高了水性聚氨酯和聚丙烯酸酯的相容性，提高了复合体系的稳定性，得到的树脂不污染环境，无有害物质释放，综合性能良好，在水性环保涂料等方面有广泛的应用前景。CN107868167ACN107868167A权利要求书1/2页1.一种HEMA封端的水性聚氨酯-Pickering丙烯酸酯复合乳液，其特征在于：所述复合乳液以HEMA封端的反应型聚氨酯与亲水亲油性纳米SiO2粒子作为复合乳化剂，由丙烯酸酯单体通过Pickering乳液聚合方法得到。2.根据权利要求1所述的HEMA封端的水性聚氨酯-Pickering丙烯酸酯复合乳液，其特征在于所述丙烯酸酯单体为丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸的混合单体。3.一种权利要求1或2所述的HEMA封端的水性聚氨酯-Pickering丙烯酸酯复合乳液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)将聚合物多元醇和二异氰酸酯进行聚合反应得到水性聚氨酯预聚物；2)向步骤1)所得水性聚氨酯预聚物中加入HEMA，经反应得到HEMA封端的水性聚氨酯预聚物；3)向步骤2)所得HEMA封端的水性聚氨酯预聚物中加入中和剂进行中和反应，反应结束后向其中加入去离子水进行高速剪切乳化，然后除去有机溶剂得到HEMA封端的反应型聚氨酯乳化剂乳液；4)向步骤3)所得HEMA封端的反应型聚氨酯乳化剂乳液中加入亲水亲油性纳米SiO2粒子，搅拌均匀得到复合乳化体系，然后向其中加入水和丙烯酸酯单体，超声乳化均匀得到HEMA封端的反应型聚氨酯和纳米SiO2粒子协同稳定的混合单体Pickering预乳化液；5)向步骤4)所得混合单体Pickering预乳化液中滴加引发剂溶液引发Pickering乳液聚合，反应结束后过滤除去凝胶，即得到HEMA封端的水性聚氨酯-Pickering丙烯酸酯复合乳液。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤1)所述聚合物多元醇为聚酯多元醇和/或聚醚多元醇；所述聚酯多元醇为聚羟基脂肪酸酯、聚己二酸乙二醇酯、聚碳酸酯二元醇、聚己二酸丁二醇酯中的一种或任意组合，所述聚醚多元醇为聚四氢呋喃醚二醇和脂肪醇聚氧乙烯醚中至少一种；所述二异氰酸酯为脂肪族二异氰酸酯和/或芳香族二异氰酸酯；所述脂肪族二异氰酸酯为二环己基甲烷-4,4-二异氰酸酯、2,2,4-三甲基己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或任意组合，所述芳香族二异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸脂、2,6-甲苯二异氰酸酯中的一种或任意组合。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于步骤1)聚合反应工艺为：在氮气气氛下，将聚合物多元醇、二异氰酸酯、催化剂、亲水扩链剂和结构扩链剂加入反应器中进行聚合反应，反应温度为80-90℃，反应时间为1.0-3.0h，得到水性聚氨酯预聚物。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤2)所述水性聚氨酯预聚物与HEMA的质量比为10-12:1，反应温度为40-50℃，反应时间为12-18h。7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤3)所述中和剂为三乙胺，中和剂加入量为HEMA封端的水性聚氨酯预聚物质量的3-4％，中和反应条件为室温下搅拌30min；步骤3)加入去离子水进行高速剪切乳化的转速为5000r/min，高