本发明涉及聚氨酯工业领域，具体涉及新型水性聚氨酯脲⁃丙烯酸酯复合乳液的制备方法。
背景技术：
水性聚氨酯因具有低挥发性有机物含量、无污染、耐磨性、机械性能优良、易于改性等优点，广泛应用于皮革涂饰剂、胶粘剂、涂料等行业。由于其干燥速度、耐水性、涂膜的硬度及强度性能不及溶剂型聚氨酯，使得水性聚氨酯的推广应用受到了限制。而丙烯酸酯乳液具有较好的力学性能、耐候性、耐水性等优点，使用丙烯酸酯对水性聚氨酯进行改性，可将二者性能进行优势互补，得到综合性能优良的水性聚氨酯⁃丙烯酸酯乳液。
技术实现要素：
本发明目的在于提供一种操作简单，方便加工，且能保证产品质量，提高产品性能的新型水性聚氨酯脲⁃丙烯酸酯复合乳液的制备方法。
本发明新型水性聚氨酯脲⁃丙烯酸酯复合乳液的制备方法，包括以下步骤：
第一步，原料预处理
聚四氢呋喃醚二醇于120度真空脱水2h；乙烯脲在烘箱90度下干燥24h；二羟甲基丙酸研磨成细粉后，于100度下干燥24h；丙酮、N，N⁃二甲基甲酰胺、三乙胺用高温活化后的4A型分子筛处理7天；
第二步，水性聚氨酯脲乳液的合成
在氮气保护下，将聚四氢呋喃醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯加入装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中，并加入催化剂二月桂酸二丁基锡3-5滴，于90度下预聚反应3-4h，用二正丁胺⁃甲苯法滴定NCO含量；加入二月桂酸二丁基锡和异佛尔酮二异氰酸酯，升温至100度进行扩链反应3h，加入助溶剂；然后降温至65度，将二羟甲基丙酸粉末加入反应体系中，继续扩链反应，期间加入丙酮降粘，3-4h后反应完全；待体系降至室温加入三乙胺成盐15min，之后将预聚体倒入含水的烧杯中并在高速剪切下乳化分散1h，静置消泡24h后抽除丙酮，得水性聚氨酯脲乳液；
第三步，水性聚氨酯脲⁃丙烯酸酯复合乳液的合成
在氮气保护下，将聚四氢呋喃醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯加入装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中，并加入催化剂二月桂酸二丁基锡3-5滴，于90度下预聚反应3-4h，用二正丁胺⁃甲苯法滴定NCO含量；加入二月桂酸二丁基锡和异佛尔酮二异氰酸酯，升温至100度进行扩链反应3h，加入助溶剂；先加入二羟甲基丙酸和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油醚，反应结束后加入丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油醚；然后待体系降至室温加入三乙胺成盐15min；在78度下，将过硫酸铵用恒压漏斗滴加到溶有丙烯酸酯单体的水性聚氨酯乳液中进行自由基聚合，1.5-2h滴加完成，保温3h，冷却到室温加入乙二胺进行交联，制备出水性聚氨酯脲⁃丙烯酸酯复合乳液。
优选地，助溶剂为N，N⁃二甲基甲酰胺。
优选地，硫酸铵的用量为丙烯酸酯单体的1%。
本发明创新之处是首先采用一种新型的扩链剂乙烯脲，对聚氨酯主链结构进行设计，引入脲键或是缩二脲结构，以传统的合成工艺制备水性聚氨酯脲乳液；其次，利用互穿聚合物网络改性的方法，将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油醚在水性聚氨酯脲乳液中共聚，后期采用乙二胺对甲基丙烯酸缩水甘油醚进行交联，制备出性能优良的水性聚氨酯脲⁃丙烯酸酯复合乳液。
具体实施方式
实施例一：
本发明新型水性聚氨酯脲⁃丙烯酸酯复合乳液的制备方法，包括以下步骤：
第一步，原料预处理
聚四氢呋喃醚二醇于120度真空脱水2h；乙烯脲在烘箱90度下干燥24h；二羟甲基丙酸研磨成细粉后，于100度下干燥24h；丙酮、N，N⁃二甲基甲酰胺、三乙胺用高温活化后的4A型分子筛处理7天；
第二步，水性聚氨酯脲乳液的合成
在氮气保护下，将聚四氢呋喃醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯加入装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中，并加入催化剂二月桂酸二丁基锡3-5滴，于90度下预聚反应3-4h，用二正丁胺⁃甲苯法滴定NCO含量；加入二月桂酸二丁基锡和异佛尔酮二异氰酸酯，升温至100度进行扩链反应3h，加入助溶剂；然后降温至65度，将二羟甲基丙酸粉末加入反应体系中，继续扩链反应，期间加入丙酮降粘，3-4h后反应完全；待体系降至室温加入三乙胺成盐15min，之后将预聚体倒入含水的烧杯中并在高速剪切下乳化分散1h，静置消泡24h后抽除丙酮，得水性聚氨酯脲乳液；
第三步，水性聚氨酯脲⁃丙烯酸酯复合乳液的合成
在氮气保护下，将聚四氢呋喃醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯加入装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中，并加入催化剂二月桂酸二丁基锡3-5滴，于90度下预聚反应3-4h，用二正丁胺⁃甲苯法滴定NCO含量；加入二月桂酸二丁基锡和异佛尔酮二异氰酸酯，升温至100度进行扩链反应3h，加入助溶剂；先加入二羟甲基丙酸和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油醚，反应结束后加入丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油醚；然后待体系降至室温加入三乙胺成盐15min；在78度下，将过硫酸铵用恒压漏斗滴加到溶有丙烯酸酯单体的水性聚氨酯乳液中进行自由基聚合，1.5-2h滴加完成，保温3h，冷却到室温加入乙二胺进行交联，制备出水性聚氨酯脲⁃丙烯酸酯复合乳液。
实施例二：
本发明新型水性聚氨酯脲⁃丙烯酸酯复合乳液的制备方法，包括以下步骤：
第一步，原料预处理
聚四氢呋喃醚二醇于120度真空脱水2h；乙烯脲在烘箱90度下干燥24h；二羟甲基丙酸研磨成细粉后，于100度下干燥24h；丙酮、N，N⁃二甲基甲酰胺、三乙胺用高温活化后的4A型分子筛处理7天；
第二步，水性聚氨酯脲乳液的合成
在氮气保护下，将聚四氢呋喃醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯加入装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中，并加入催化剂二月桂酸二丁基锡3-5滴，于90度下预聚反应3-4h，用二正丁胺⁃甲苯法滴定NCO含量；加入二月桂酸二丁基锡和异佛尔酮二异氰酸酯，升温至100度进行扩链反应3h，加入助溶剂；然后降温至65度，将二羟甲基丙酸粉末加入反应体系中，继续扩链反应，期间加入丙酮降粘，3-4h后反应完全；待体系降至室温加入三乙胺成盐15min，之后将预聚体倒入含水的烧杯中并在高速剪切下乳化分散1h，静置消泡24h后抽除丙酮，得水性聚氨酯脲乳液；
第三步，水性聚氨酯脲⁃丙烯酸酯复合乳液的合成
在氮气保护下，将聚四氢呋喃醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯加入装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中，并加入催化剂二月桂酸二丁基锡3-5滴，于90度下预聚反应3-4h，用二正丁胺⁃甲苯法滴定NCO含量；加入二月桂酸二丁基锡和异佛尔酮二异氰酸酯，升温至100度进行扩链反应3h，加入助溶剂；先加入二羟甲基丙酸和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油醚，反应结束后加入丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油醚；然后待体系降至室温加入三乙胺成盐15min；在78度下，将过硫酸铵用恒压漏斗滴加到溶有丙烯酸酯单体的水性聚氨酯乳液中进行自由基聚合，1.5-2h滴加完成，保温3h，冷却到室温加入乙二胺进行交联，制备出水性聚氨酯脲⁃丙烯酸酯复合乳液。
助溶剂为N，N⁃二甲基甲酰胺。
硫酸铵的用量为丙烯酸酯单体的1%。
本发明创新之处是首先采用一种新型的扩链剂乙烯脲，对聚氨酯主链结构进行设计，引入脲键或是缩二脲结构，以传统的合成工艺制备水性聚氨酯脲乳液；其次，利用互穿聚合物网络改性的方法，将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油醚在水性聚氨酯脲乳液中共聚，后期采用乙二胺对甲基丙烯酸缩水甘油醚进行交联，制备出性能优良的水性聚氨酯脲⁃丙烯酸酯复合乳液。