本发明涉及精细化工领域，具体涉及一种新型改性水性聚苯醚乳液及其制备方法。
背景技术：
目前合成水性聚苯醚时使用的多元醇树脂主要以聚醚和聚酯多元醇为主，以聚醚多元醇为原料制备的水性聚苯醚胶膜强度低、耐磨型差，紫外老化性能也差。以聚酯多元醇为原料制备的水性聚苯醚胶膜强度高，聚酯多元醇中的酯键容易水解，制备的水性聚苯醚的储存稳定性差，耐水解也差。聚四氢呋喃二醇及聚碳酸亚己酯二醇制备的水性聚苯醚强度高、耐水解、耐候及耐热性好，但是由于原料成本高，限制了其应用范围，目前市场缺乏一种既具有高强度、高耐磨性、低成本的水性聚苯醚产品。
二氧化碳基共聚物多元醇(ppc)是以二氧化碳和环氧丙烷为原料通过反应制备，以ppc为原料制备的水性聚苯醚具有高强度、高硬度、耐磨性，同时耐水解、储存稳定性好。cn103755911a公开了一种基于该多元醇的环保型水性聚苯醚涂料的制备方法，测得的储存稳定性、耐水解性优于聚酯型，耐磨性、力学强度、附着力优于聚醚型水性聚苯醚涂料。cn102010650a报道了基于该多元醇的水性聚苯醚涂料的合成，得到了一种同时具有优良耐水解性能、储存稳定性、高粘结强度、耐刮擦及耐磨性，而且成本低廉的水性聚苯醚涂料。
申请人多年来一直从事新型聚醚酯多元醇的合成与应用研究，通过研究，我们的发现，使用聚丙烯酸酯乳液可对水性聚苯醚进行改性，改性后能够明显提高产品的硬度、吸水性，胶膜经水浸泡24h后仍然保持无色透明，然而，进一步研究发现，虽然采用聚丙烯酸酯乳液能够明显改善产品的吸水性、提高产品的干燥速度及产品表面硬度，然而，所制备的聚氨酯乳液在玻璃上涂层后，经水浸2h即发生脱落，得到无色透明的胶膜。这严重影响了所述的水性聚苯醚在玻璃等基材上的应用。因此，开发一种耐水浸，在玻璃上湿附着力优良，水浸后不会脱落的水性聚苯醚乳液显得尤为必要。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种新型的水性聚苯醚乳液及其制备方法，所述的水性聚苯醚乳液是以新型聚醚酯多元醇为基础原料，先通过有机硅改性，再进行聚丙烯酸酯复合改性制备得到的耐黄变、在玻璃上具有优良的湿附着力、胶膜硬度超高的水性聚苯醚乳液，本发明的另外一个目的是提供这种水性聚苯醚乳液的制备方法。
一种新型改性水性聚苯醚乳液及其制备方法，按重量份计，由以下组份制成：二氧化碳共聚物多元醇60份，乙二胺基乙磺酸钠1-10份，脂肪族二异氰酸酯20-60份，异辛酸亚锡0.01-1份，非亲水扩链剂0-10份，去离子水100-300份，扩链交联剂0.1-5份，有机硅偶联剂kh-5600.5-2份，聚丙烯酸酯5-40份。
优选地，本发明所述新型聚醚酯多元醇是以二氧化碳为起始原料，在引发剂、异辛酸亚锡作用下与环氧丙烷共聚合成的；分子量为1000-8000，羟基官能度为2-6，分子内碳酸酯基团的摩尔分率为0.25-0.45。
更优选地，所述新型聚醚酯多元醇的分子量1500-4000，羟基官能度为2-3，分子内碳酸酯基团的摩尔分率为0.3-0.40。
优选地，所述的脂肪族二异氰酸酯是异氟尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯中的任意一种或几种的混合物；所述的二异氰酸酯的用量为20-60份，优选20-40份。
优选地，所述的乙二胺基乙磺酸钠为乙二胺基乙磺酸钠、1，4-丁二醇-2-2磺酸钠、二羟甲基丁酸半酯、二羟甲基丙酸中的任意一种或几种混合物；所述的乙二胺基乙磺酸钠的用量1-10份，优选2-6份。
优选地，所述的异辛酸亚锡为辛酸亚锡、异辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡中的任意一种或几种混合物；所述的异辛酸亚锡的用量为0.01-1份，优选0.02-0.5份。
优选地，所述的非乙二胺基乙磺酸钠为乙二醇、丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、1，6己二醇，1，3-丙二醇，1，2-丙二醇，1，4-羟甲基环己烷，三甲基戊二醇中的任意一种或几种的混合物；所述的非乙二胺基乙磺酸钠的用量为0-10份。
优选地，所述的聚丙烯酸酯为聚丙烯酸酯乳液，其是由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸缩水甘油酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸丁酯中的任意一种或几种混合物经乳液聚合制备；所述的聚丙烯酸酯量为5-40份，优选20-40份。
优选地，所述的后扩链剂为二正丁胺、乙二胺、三甲基己二胺、四乙烯五胺、二乙烯三胺、异氟尔酮二胺中的任意一种或几种混合物；所述的后扩链剂用量为0.1-4份，优选0.5-2份。
优选地，所述中和剂为三乙胺、三丙胺、三丁胺、氢氧化钠、氨水中的任意一种或几种的混合物。
本发明要解决的另一技术问题是提供上述单组份水性聚苯醚乳液的制备方法，具体采用以下技术方案：
一种新型改性水性聚苯醚乳液及其制备方法，包括如下步骤：
取二氧化碳基共聚物多元醇60份，二异氰酸酯20-60份，乙二胺基乙磺酸钠1-10份，催化剂0.01-1份，非乙二胺基乙磺酸钠0-10份，升温至60-100℃，反应1-10h，加入kh-5600.5-2份，降温到40℃左右，加入中和剂中和至ph值7左右，加入100-300份去离子水乳化0.1-1h，加入0.1-4份后扩链剂扩链1h，加入聚丙烯酸酯乳液10-40份，高速乳化0.1-1h，得到所述的耐黄变、高干燥速度、耐水浸、超高胶膜硬度的单组份水性聚苯醚乳液。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
本发明的水性聚苯醚乳液是以新型聚醚酯多元醇为基础原料，通过有机硅、聚丙烯酸酯乳液多重改性的水性聚苯醚乳液。采用本发明制备的水性聚苯醚乳液胶膜在玻璃上的附着力大幅度提升，水浸后仍然不脱落，解决了在玻璃表面的湿附着力不足的问题。
本发明使用的新型聚醚酯多元醇是以二氧化碳为原料，成本低廉，规模生产后对环境保护、节能减排均具有重要意义。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，但不构成的对本发明的任何限制。
实施例
聚丙烯酸酯乳液的合成：在反应器中加入50g去离子水，加入1g十二烷基磺酸钠乳化剂，1份过硫酸铵引发剂，再加入甲基丙烯酸甲酯3.84份，丙烯酸正辛酯0.24份，丙烯酸丁酯1.44份，丙烯酸0.24份，丙烯酸羟乙酯0.24份，在70℃聚合反应0.5小时，然后再滴加入甲基丙烯酸甲酯34.56份，丙烯酸正辛酯2.16份，丙烯酸丁酯12.96份，丙烯酸2.16份，丙烯酸羟乙酯2.16份，聚合反应5小时，最后升温至85℃，反应2小时，冷却至室温得到所述的聚丙烯酸酯乳液。
取分子量3000，官能度为2的二氧化碳基共聚物多元醇60份，异氟尔酮二异氰酸酯22.5份，乙二胺基乙磺酸钠二羟甲基丙酸4.7份，辛酸亚锡异辛酸亚锡0.04份，升温至80℃，反应4h，加入0.5份kh-560，降温到40℃，加入10份丙酮降低粘度，加入三乙胺中和至中性，加入210份去离子水乳化0.5h，加入1.8份后扩链剂扩链1h，得到水性聚苯醚乳液。
取90份上述水性聚苯醚乳液，加入10份聚丙烯酸酯乳液，室温下高速乳化0.5h，得到聚丙烯酸酯改性水性聚苯醚乳液。