本發明涉及聚氨酯工業領域，具體涉及新型水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復合乳液的制備方法。
背景技術：
水性聚氨酯因具有低揮發性有機物含量、無污染、耐磨性、機械性能優良、易于改性等優點，廣泛應用于皮革涂飾劑、膠粘劑、涂料等行業。由于其干燥速度、耐水性、涂膜的硬度及強度性能不及溶劑型聚氨酯，使得水性聚氨酯的推廣應用受到了限制。而丙烯酸酯乳液具有較好的力學性能、耐候性、耐水性等優點，使用丙烯酸酯對水性聚氨酯進行改性，可將二者性能進行優勢互補，得到綜合性能優良的水性聚氨酯?丙烯酸酯乳液。
技術實現要素：
本發明目的在于提供一種操作簡單，方便加工，且能保證產品質量，提高產品性能的新型水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復合乳液的制備方法。
本發明新型水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復合乳液的制備方法，包括以下步驟：
第一步，原料預處理
聚四氫呋喃醚二醇于120度真空脫水2h；乙烯脲在烘箱90度下干燥24h；二羥甲基丙酸研磨成細粉后，于100度下干燥24h；丙酮、N，N?二甲基甲酰胺、三乙胺用高溫活化后的4A型分子篩處理7天；
第二步，水性聚氨酯脲乳液的合成
在氮氣保護下，將聚四氫呋喃醚二醇、異佛爾酮二異氰酸酯加入裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中，并加入催化劑二月桂酸二丁基錫3-5滴，于90度下預聚反應3-4h，用二正丁胺?甲苯法滴定NCO含量；加入二月桂酸二丁基錫和異佛爾酮二異氰酸酯，升溫至100度進行擴鏈反應3h，加入助溶劑；然后降溫至65度，將二羥甲基丙酸粉末加入反應體系中，繼續擴鏈反應，期間加入丙酮降粘，3-4h后反應完全；待體系降至室溫加入三乙胺成鹽15min，之后將預聚體倒入含水的燒杯中并在高速剪切下乳化分散1h，靜置消泡24h后抽除丙酮，得水性聚氨酯脲乳液；
第三步，水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復合乳液的合成
在氮氣保護下，將聚四氫呋喃醚二醇、異佛爾酮二異氰酸酯加入裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中，并加入催化劑二月桂酸二丁基錫3-5滴，于90度下預聚反應3-4h，用二正丁胺?甲苯法滴定NCO含量；加入二月桂酸二丁基錫和異佛爾酮二異氰酸酯，升溫至100度進行擴鏈反應3h，加入助溶劑；先加入二羥甲基丙酸和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油醚，反應結束后加入丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油醚；然后待體系降至室溫加入三乙胺成鹽15min；在78度下，將過硫酸銨用恒壓漏斗滴加到溶有丙烯酸酯單體的水性聚氨酯乳液中進行自由基聚合，1.5-2h滴加完成，保溫3h，冷卻到室溫加入乙二胺進行交聯，制備出水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復合乳液。
優選地，助溶劑為N，N?二甲基甲酰胺。
優選地，硫酸銨的用量為丙烯酸酯單體的1%。
本發明創新之處是首先采用一種新型的擴鏈劑乙烯脲，對聚氨酯主鏈結構進行設計，引入脲鍵或是縮二脲結構，以傳統的合成工藝制備水性聚氨酯脲乳液；其次，利用互穿聚合物網絡改性的方法，將丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油醚在水性聚氨酯脲乳液中共聚，后期采用乙二胺對甲基丙烯酸縮水甘油醚進行交聯，制備出性能優良的水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復合乳液。
具體實施方式
實施例一：
本發明新型水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復合乳液的制備方法，包括以下步驟：
第一步，原料預處理
聚四氫呋喃醚二醇于120度真空脫水2h；乙烯脲在烘箱90度下干燥24h；二羥甲基丙酸研磨成細粉后，于100度下干燥24h；丙酮、N，N?二甲基甲酰胺、三乙胺用高溫活化后的4A型分子篩處理7天；
第二步，水性聚氨酯脲乳液的合成
在氮氣保護下，將聚四氫呋喃醚二醇、異佛爾酮二異氰酸酯加入裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中，并加入催化劑二月桂酸二丁基錫3-5滴，于90度下預聚反應3-4h，用二正丁胺?甲苯法滴定NCO含量；加入二月桂酸二丁基錫和異佛爾酮二異氰酸酯，升溫至100度進行擴鏈反應3h，加入助溶劑；然后降溫至65度，將二羥甲基丙酸粉末加入反應體系中，繼續擴鏈反應，期間加入丙酮降粘，3-4h后反應完全；待體系降至室溫加入三乙胺成鹽15min，之后將預聚體倒入含水的燒杯中并在高速剪切下乳化分散1h，靜置消泡24h后抽除丙酮，得水性聚氨酯脲乳液；
第三步，水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復合乳液的合成
在氮氣保護下，將聚四氫呋喃醚二醇、異佛爾酮二異氰酸酯加入裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中，并加入催化劑二月桂酸二丁基錫3-5滴，于90度下預聚反應3-4h，用二正丁胺?甲苯法滴定NCO含量；加入二月桂酸二丁基錫和異佛爾酮二異氰酸酯，升溫至100度進行擴鏈反應3h，加入助溶劑；先加入二羥甲基丙酸和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油醚，反應結束后加入丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油醚；然后待體系降至室溫加入三乙胺成鹽15min；在78度下，將過硫酸銨用恒壓漏斗滴加到溶有丙烯酸酯單體的水性聚氨酯乳液中進行自由基聚合，1.5-2h滴加完成，保溫3h，冷卻到室溫加入乙二胺進行交聯，制備出水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復合乳液。
實施例二：
本發明新型水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復合乳液的制備方法，包括以下步驟：
第一步，原料預處理
聚四氫呋喃醚二醇于120度真空脫水2h；乙烯脲在烘箱90度下干燥24h；二羥甲基丙酸研磨成細粉后，于100度下干燥24h；丙酮、N，N?二甲基甲酰胺、三乙胺用高溫活化后的4A型分子篩處理7天；
第二步，水性聚氨酯脲乳液的合成
在氮氣保護下，將聚四氫呋喃醚二醇、異佛爾酮二異氰酸酯加入裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中，并加入催化劑二月桂酸二丁基錫3-5滴，于90度下預聚反應3-4h，用二正丁胺?甲苯法滴定NCO含量；加入二月桂酸二丁基錫和異佛爾酮二異氰酸酯，升溫至100度進行擴鏈反應3h，加入助溶劑；然后降溫至65度，將二羥甲基丙酸粉末加入反應體系中，繼續擴鏈反應，期間加入丙酮降粘，3-4h后反應完全；待體系降至室溫加入三乙胺成鹽15min，之后將預聚體倒入含水的燒杯中并在高速剪切下乳化分散1h，靜置消泡24h后抽除丙酮，得水性聚氨酯脲乳液；
第三步，水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復合乳液的合成
在氮氣保護下，將聚四氫呋喃醚二醇、異佛爾酮二異氰酸酯加入裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中，并加入催化劑二月桂酸二丁基錫3-5滴，于90度下預聚反應3-4h，用二正丁胺?甲苯法滴定NCO含量；加入二月桂酸二丁基錫和異佛爾酮二異氰酸酯，升溫至100度進行擴鏈反應3h，加入助溶劑；先加入二羥甲基丙酸和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油醚，反應結束后加入丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油醚；然后待體系降至室溫加入三乙胺成鹽15min；在78度下，將過硫酸銨用恒壓漏斗滴加到溶有丙烯酸酯單體的水性聚氨酯乳液中進行自由基聚合，1.5-2h滴加完成，保溫3h，冷卻到室溫加入乙二胺進行交聯，制備出水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復合乳液。
助溶劑為N，N?二甲基甲酰胺。
硫酸銨的用量為丙烯酸酯單體的1%。
本發明創新之處是首先采用一種新型的擴鏈劑乙烯脲，對聚氨酯主鏈結構進行設計，引入脲鍵或是縮二脲結構，以傳統的合成工藝制備水性聚氨酯脲乳液；其次，利用互穿聚合物網絡改性的方法，將丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油醚在水性聚氨酯脲乳液中共聚，后期采用乙二胺對甲基丙烯酸縮水甘油醚進行交聯，制備出性能優良的水性聚氨酯脲?丙烯酸酯復合乳液。