1.一種無(wú)溶劑水性聚氨酯分散液的制造方法,使用丙烯酸酯取代丙酮溶劑,制得以丙烯酸酯接枝改性的水性聚氨酯,其特征在于,包括以下步驟:
1)預(yù)聚物的制備:
基于包含去離子水的總反應(yīng)原料量,取聚多元醇15~25wt%,真空脫水后,加入裝有攪拌器、溫度計(jì)和冷凝管的反應(yīng)器中,待油浴溫度達(dá)到70-80℃時(shí),加入二異氰酸酯5~12wt%,進(jìn)行氨酯化反應(yīng)合成預(yù)聚物;且預(yù)聚物的NCO理論當(dāng)量比值(NCO/OH)介于1.1~2.3;
2)預(yù)聚物的稀釋及擴(kuò)鏈:
預(yù)聚物反應(yīng)2-3小時(shí)后,再加入丙烯酸酯單體10~30wt%稀釋降粘,保持溫度85-90℃保溫反應(yīng),直到NCO含量達(dá)到理論值,加入磺酸鹽擴(kuò)鏈劑1.5~3.0wt%,繼續(xù)反應(yīng)25-40分鐘;
其中,所述丙烯酸酯單體選自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2羥乙酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸乙基己基酯中的一種以上;
3)分散于水:
將步驟2)所得聚合物降溫至室溫,在轉(zhuǎn)速500rpm高速攪拌下,加入適量去離子水35~55wt%,再加入二胺類擴(kuò)鏈劑0.1~0.5wt%進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)約30分鐘,得到不含溶劑的磺酸鹽型水性聚氨酯分散液;
4)丙烯酸酯聚合:
基于總反應(yīng)原料量,對(duì)步驟3)的分散液加入乳化劑0.3~1.0wt%混合形成乳化液,攪拌均勻后升溫至50-70℃,再滴加起始劑0.01~0.10wt%,接著繼續(xù)升溫至75-85℃進(jìn)行丙烯酸酯聚合約1-3小時(shí)后,降溫至50-70℃后加入還原劑0.01~0.08wt%,制得水性聚氨酯丙烯酸酯接枝改性分散液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法,其中,步驟1)使用的聚多元醇選自聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇或其組合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造方法,其中,步驟2)使用的丙烯酸酯單體為丙烯酸2羥乙酯(2-HEA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)及丙烯酸乙酯(EA)的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造方法,其中,基于總丙烯酸酯單體重量,步驟2)使用的丙烯酸酯單體為:
(a)甲基丙烯酸甲酯 85~94wt%;
(b)丙烯酸2羥乙酯 4~9wt%;及
(c)丙烯酸乙酯 2~6wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造方法,其中,基于總丙烯酸酯單體重量,步驟2)使用的丙烯酸酯單體為:甲基丙烯酸甲酯92wt%、丙烯酸2羥乙酯5wt%及丙烯酸乙酯3%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法,其中,步驟2)使用的磺酸鹽擴(kuò)鏈劑選自乙二胺基乙磺酸鈉、2,4-二胺基苯磺酸鈉、3,5-二胺基苯磺酸鈉、1,4-丁二醇-2-磺酸鈉、1,2-二羥基-3-丙磺酸鈉或N,N-二羥乙基胺乙基磺酸鈉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法,其中,步驟2)使用乙二胺基乙磺酸鈉(AAS)為擴(kuò)鏈劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法,其中,步驟3)使用的二胺類擴(kuò)鏈劑的(數(shù)均)分子量未滿500,并選自乙二胺、六亞甲基二胺、二甲苯二胺、異佛爾酮二胺、二乙烯三胺或N-胺基乙基-N-乙醇胺;且該擴(kuò)鏈劑用量為(NCO/OH)當(dāng)量比10%至20%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法,其中,步驟4)使用的起始劑選自特丁基過(guò)氧化物或堿金屬過(guò)硫酸鹽,或者選自由過(guò)氧化氫、過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鋰及過(guò)硫酸銨所組成的群組中的一種以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法,其中,步驟4)使用的還原劑選自甲醛合次硫酸氫鈉或叔丁基過(guò)氧化氫。