一种热固性聚合物水性分散体及其制备方法、应用技术

本发明专利技术公开了一种热固性聚合物水性分散体及其制备方法、应用，涉及一种热固性聚合物水性分散体的制备方法，尤其是聚氨酯和丙烯酸单体在聚合过程中，直接通过共价键反应引入含缩水甘油醚活性反应基团的杂化树脂，进而制成可室温交联的水性分散体的制备方法。所述水性分散体存储稳定，且含有可室温交联的单缩水甘油醚的官能基团。在和不同胺类固化剂交联反应过程中，成膜均一性好，对胺类固化剂的选择性普适度高。其可广泛应用于水性涂料体系中，可用作单组份，也可与普通胺类固化剂室温交联，有效提高涂层的热机械性能，以及耐化学性和耐腐蚀性能。腐蚀性能。

【技术实现步骤摘要】
一种热固性聚合物水性分散体及其制备方法、应用


[0001]本专利技术涉及热固性聚合物水性分散体制备
，具体为一种热固性聚合物水性分散体及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]相较于由溶剂型聚合物制备的涂层，由聚合物颗粒的水性分散体制备的涂层在光泽、耐受性、和硬度形成方面可能有所欠缺。已知包含不同水性聚合物分散体的掺混物的分散体(例如，丙烯酸类分散体和聚氨酯分散体的掺混物，或丙烯酸类分散体和环氧分散体的掺混物)能改善涂层性质；但是潮湿状态的掺混物会表现出储存不稳定性并局限于固体。另外，得自于这些掺混物的涂层会由于胶乳不相容性和聚合物相反混合而表现出性能问题。此外，单纯的聚氨酯和丙烯酸单体通过共价键反应聚合得到的分散体，通常也只适用于单组份。在作为双组分交联固化时，通常需要使用聚氮丙啶作为交联剂，但此类交联剂具有较大的毒性。
[0003]专利CN102786759A提出吸入有热塑性聚合物的胶乳颗粒，将环氧树脂和水性丙烯酸混合在一起的方法，可在热塑性的水性丙烯酸乳液中引入环氧基团，进而可与普通胺类固化剂反应，提高其物理化学性能。但此种方式并非通过共价键反应的方式引入环氧基团到水性丙烯酸聚合物中，当使用胺类固化剂固化做双组分涂料时，由于丙烯酸和环氧的成膜速度的差异性，对胺类固化剂的选择性很高。

技术实现思路

[0004]本专利技术专利的目的在于提供一种热固性聚合物水性分散体及其制备方法、应用。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种热固性聚合物水性分散体，所述热固性聚合物水性分散体包括：异氰酸酯单体，聚醚多元醇单体和甲基丙烯酸缩水甘油酯单体通过逐步增长聚合反应形成的聚合物。
[0006]优选的，所述异氰酸酯单体含两个或两个以上异氰酸根，所述异氰酸根包括甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和赖氨酸二异氰酸酯。
[0007]优选的，所述聚醚多元醇单体含不少于两个的羟基，所述羟基包括聚丙二醇、聚乙二醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃
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氧化丙烯共聚二醇。
[0008]一种热固性聚合物水性分散体的制备方法，先将异氰酸酯单体和聚醚多元醇单体进行预聚，然后在水溶液中分散，并和甲基丙烯酸缩水甘油酯单体，在引发剂和二胺扩链剂作用下，进一步聚合得到稳定的热固型水性分散体。
[0009]一种热固型水性分散体的应用，所述的热固型水性分散体应用于涂料、粘合剂、密封剂和涂料。
[0010]优选的，所述固型水性分散体与胺类固化剂复合使用，应用于涂料、粘合剂、密封剂和涂料。
[0011]优选的，所述热固型水性分散体应用于涂料，施涂于各种类型的基材表面，基材具体为金属、塑料、混凝土、木材、沥青、毛发、纸张、皮革、橡胶、发泡体或织物。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0013]本专利技术涉及一种热固性聚合物水性分散体的制备方法，尤其是聚氨酯和丙烯酸单体在聚合过程中，直接通过共价键反应引入含缩水甘油醚活性反应基团的杂化树脂，进而制成可室温交联的水性分散体的制备方法。所述水性分散体存储稳定，且含有可室温交联的单缩水甘油醚的官能基团。在和不同胺类固化剂交联反应过程中，成膜均一性好，对胺类固化剂的选择性普适度高。其可广泛应用于水性涂料体系中，可用作单组份，也可与普通胺类固化剂室温交联，有效提高涂层的热机械性能，以及耐化学性和耐腐蚀性能。
具体实施方式
[0014]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0015]实施例1
[0016]第一步：聚氨酯丙烯酸聚合物单体的制备：
[0017]取聚酯多元醇XCP1500NH10g,4,4'
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二环己基甲烷二异氰酸酯9g，催化剂苄基二甲胺(BDMA)0.1g，通氮气，加热到80度，反应1小时。然后加入氮甲基吡咯烷酮(NMP)5g，混合10分钟，滴加2,2
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二羟甲基丙酸(DMPA)2g，80度下继续反应3小时。然后继续滴加甲基丙烯酸缩水甘油酯11g，降温到40度，加入三乙胺1.5g，混合搅拌30分钟。
[0018]第二步：聚合物单体水性分散体的制备：
[0019]准备四口烧瓶，加入去离子水72.2g，30度下，开启搅拌，将第一步所制得的聚合物单体缓慢滴加到反应器中，滴加完成后，加入乙二胺20g，搅拌5分钟。同时加入引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)0.2g。升温到95度，反应2小时，得到稳定的水性分散体乳液(固含量41％)。
[0020]实施例2
[0021]第一步：聚氨酯丙烯酸聚合物单体的制备：
[0022]取聚酯多元醇Piothane2000NA9g,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)6g，催化剂苄基二甲胺(BDMA)0.15g，通氮气，加热到80度，反应1小时。然后加入氮甲基吡咯烷酮(NMP)5g，混合10分钟，滴加2,2
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二羟甲基丙酸(DMPA)2g，80度下继续反应3小时。然后继续滴加甲基丙烯酸丁酯5g和甲基丙烯酸缩水甘油酯6g，降温到40度，加入三乙胺1.5g，混合搅拌30分钟。
[0023]第二步：聚合物单体水性分散体的制备：
[0024]准备四口烧瓶，加入去离子水66.5g，30度下，开启搅拌，将第一步所制得的聚合物单体缓慢滴加到反应器中，滴加完成后，加入乙二胺20g，搅拌5分钟。同时加入引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)0.2g。升温到95度，反应2小时，得到稳定的水性分散体乳液(固含量41％)。
[0025]实施例3
[0026]第一步：聚氨酯丙烯酸聚合物单体的制备：
[0027]取聚酯多元醇XCP
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3000N12g,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)5g，催化剂苄基二甲胺(BDMA)0.2g，通氮气，加热到80度，反应1小时。然后加入氮甲基吡咯烷酮(NMP)8g，混合10分钟，滴加2,2
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二羟甲基丙酸(DMPA)2g，80度下继续反应3小时。然后继续滴加苯乙烯5g和甲基丙烯酸缩水甘油酯7g，降温到40度，加入三乙胺1.5g，混合搅拌30分钟。
[0028]第二步：聚合物单体水性分散体的制备：
[0029]准备四口烧瓶，加入去离子水68g，30度下，开启搅拌，将第一步所制得的聚合物单体缓慢滴加到反应器中，滴加完成后，加入乙二胺20g，搅拌5分钟。同时加入引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)0.2g。升温到95度，反应2小时，得到稳定的水性分散体乳液(固含量41％)。
[0030]实施例4
[0031]第一步：聚氨酯丙烯酸聚合物单体的制备：
[0032]取聚酯多元醇XCP
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2000N10g,4,4'
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二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)7g，催化剂苄基二甲胺(BDMA)0.1g，通氮气，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热固性聚合物水性分散体，其特征在于：所述热固性聚合物水性分散体包括：异氰酸酯单体，聚醚多元醇单体和甲基丙烯酸缩水甘油酯单体通过逐步增长聚合反应形成的聚合物。2.根据权利要求1所述的一种热固性聚合物水性分散体，其特征在于：所述异氰酸酯单体含两个或两个以上异氰酸根，所述异氰酸根包括甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和赖氨酸二异氰酸酯。3.根据权利要求2所述的一种热固性聚合物水性分散体，其特征在于：所述聚醚多元醇单体含不少于两个的羟基，所述羟基包括聚丙二醇、聚乙二醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃
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氧化丙烯共聚二醇。4.一种热固性聚合物水性分散体的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：任少平，
申请(专利权)人：上海朗派新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：