[发明专利]具有交联核壳结构的阴离子型聚氨酯改性聚丙烯酸酯乳液及其制备方法

权利要求书

1.一种具有交联核壳结构的阴离子型聚氨酯改性聚丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

（1）在聚氨酯催化剂的存在下，将PU活性预聚单体，即聚酯二醇、聚顺丁二烯二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、三羟甲基丙烷单烯丙基醚、1,4-丁二醇、聚乙烯乙二醇甲醚和甲基丙烯酸羟乙酯以（0.45-0.55）：（0.006-0.012）：3.33：（0.6-1）：（1.2-1.6）：（0.05-0.1）：（0.08-0.12）：（0.6-1.5）的摩尔配比进行反应，其中聚酯二醇、聚顺丁二烯二醇、二羟甲基丙酸、1,4-丁二醇和聚乙烯乙二醇甲醚的总和与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为（1.4-1.6）：3.33，聚酯二醇、聚顺丁二烯二醇、二羟甲基丙酸、三羟甲基丙烷单烯丙基醚、1,4-丁二醇和聚乙烯乙二醇甲醚的总和与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比不超过3：3.33，得到PU活性预聚体；

（2）将所述PU活性预聚体、部分聚丙烯酸酯单体原料、部分乳化剂、三乙胺和水混合，制得PUm活性预聚体乳液；

（3）将剩余部分聚丙烯酸酯单体原料、剩余部分乳化剂和水混合，搅拌乳化，制得PA预乳液；在引发剂的存在下，将所述PA预乳液进行预聚反应，然后加入所述PUm活性预聚体乳液进行聚合反应；

其中，所述聚丙烯酸酯单体原料包含40-50重量%的丙烯酸丁酯、2-3重量%的苯乙烯、30-40重量%的丙烯酸甲酯、10-15重量%的丙烯酸异辛酯、1-3重量%的丙烯酸和2-4重量%的N-羟甲基丙烯酰胺，所述聚丙烯酸酯单体原料总和为100%。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述反应的过程包括：对聚酯二醇和聚顺丁二烯二醇进行脱水处理，接着加入异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸和部分聚氨酯催化剂进行预聚合反应；之后加入三羟甲基丙烷单烯丙基醚、1,4-丁二醇、聚乙烯乙二醇甲醚和剩余部分聚氨酯催化剂进行扩链反应；然后加入甲基丙烯酸羟乙酯进行封端反应。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的反应过程为：投入聚酯二醇和聚顺丁二烯二醇，在100-120℃下进行脱水处理；降温至75℃以下，加入异佛尔酮二异氰酸酯；温度稳定后加入二羟甲基丙酸，升温至85-90℃并保温反应30-90min，加入40-60重量%的聚氨酯催化剂，保温反应30-90min；降温至60℃以下，滴加三羟甲基丙烷单烯丙基醚、1,4-丁二醇和聚乙烯乙二醇甲醚的混合液并保温反应20-40min；加入剩余的聚氨酯催化剂，升温至70-75℃并保温反应90-120min，加入乙基吡咯烷酮进行降粘；然后加入甲基丙烯酸羟乙酯，在70-75℃下反应60-90min。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述聚酯二醇的分子量为2000-3000；

所述聚顺丁二烯二醇的分子量为2000-4000；

所述聚乙烯乙二醇甲醚的分子量为800-1500；

所述聚氨酯催化剂为二丁基锡二月桂酸或辛酸亚锡。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述混合的过程包括：在所述PU活性预聚体中加入所述部分聚丙烯酸酯单体原料，降温至50℃以下，加入三乙胺中和10-15min，然后加入部分水和所述部分乳化剂进行乳化。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）的操作过程为：

将剩余部分聚丙烯酸酯单体原料与剩余部分乳化剂和部分水混合，搅拌乳化，制得PA预乳液；将引发剂溶于部分水中，制得引发剂水溶液；

将15-18重量%的所述PA预乳液与剩余的水混合，升温至75-80℃，滴加20-30重量%的所述引发剂水溶液，保温反应30-60min；控制温度为78-82℃，滴加剩余的所述PA预乳液和35-40重量%的所述引发剂水溶液，接着滴加所述PUm活性预聚体乳液和20-30重量%的所述引发剂水溶液，之后保温反应10-60min；接着升温至80-85℃，加入剩余的所述引发剂水溶液，保温反应20-30min；然后降温至50℃以下，加入氨水中和至中性。