单组分自交联水性聚氨酯接枝聚丙烯酸酯（PU-graft-PA）技术

水性聚丙烯酸酯涂层材料由于价格低廉，耐水性好和一定的耐候性能好而得到大面积应用，然而水性聚丙烯酸酯涂层也存在严重的不足，比如，热粘冷脆、耐冲击性能差和不耐有机溶剂擦拭等方面也限制了其更高档次和更广泛的推广。水性聚氨酯涂料具有优异的机械性能、耐低温性能、抗冲击性能，与基材良好的附着力等，在高档涂层领域得到重视，但是，价格昂贵的缺点使其不能成为大众化的产品。

本技术通过合成适当分子量的聚氨酯分子时，一端以可接枝的化学基团作为封闭基团，另一端用可以相互自交联的官能团封闭，其既是后期聚丙烯酸酯聚合的乳化剂，也是接枝剂。实现聚丙烯酸酯的无乳聚合。同时由于有自交联的基团存在，在成膜后还可以相互交联成为三维网状结构，其力学性能、与基材附着性能、耐侯性、耐水性和耐溶剂擦拭性能都得到了良好体现，真正做到了克服两个单一组分的各自缺陷。

由于本技术是将水性聚氨酯化学接枝到聚丙烯酸酯分子链上，制备均一的两相的高分子(PU-graft-PA)，实现了两个不同相聚合物的分子级别的均相混合的水乳液，完全克服了上述所谓的PUA的各种不足。是真正意义上的热力学稳定体系。

鉴于水性聚氨酯的性能优势和聚丙烯酸酯的成本优势，本项目将单组分可室温自交联的水性聚氨酯通过化学键的方式接枝到聚丙烯酸酯的主链上，以合成耐黄变接枝型PU-graft-PA乳液为例，产品性能和应用场合如下:

1、PU-graft-PA接枝乳液的VOC含量<2%，是更环保的产品。

2、乳液所成膜可以室温自交联，也可为了提高生产效率采用120℃烘干20——30分钟，或者在140℃烘烤10分钟，则100%完全交联成体型结构。

3、可以根据实际需要合成聚丙烯酸酯/聚氨酯质量比为70/30:60/40和50/50的接枝水乳液。

4、固含量为40%时，相应的原材料成本约6——10元/kg。

5、可以作为金属涂料、木器涂料、外墙涂料及屋顶防水涂层，合成革用原料与涂饰剂，以及水性油墨和纺织品的整理剂和浆料等诸多领域。其性能是市场上不交联PUA所无法比拟的。

本技术是采用化学接枝法，将水性聚氨酯分子链通过化学键接枝到聚丙烯酸酯分子链上，其技术的优势体现在以下方面:

1、技术先进。本技术所合成的水性聚氨酯一端是可以接枝上聚丙烯酸酯上的官能基团，另一端是在成膜脱水后的能相互自交联官能基团。而且其还是聚丙烯酸酯的乳化剂，能实现不需要额外乳化剂的聚丙烯酸酯的无乳聚合，得到两相聚合物同时出现在一个高分子上的热力学稳定的高分子水乳液。该水性聚氨酯是集接枝、乳化和自交联与一体的多功能预聚体。产品更为环保，其中有机溶剂仅是合成水性聚氨酯带入的，含量为2%以下。

2、PU-graft-PA 是一个均相稳定体系。克服了现行市场上的水性聚氨酯和水性聚丙烯酸酯的简单的物理混合产品(PUA)的非均相和不稳定的缺点。发挥两个单一组分的各自优点，克服了其各自的缺点。

3、原材料成本低廉。由于可以采用PA/PU的质量比为70/30;60/40和50/50的接枝聚合，与纯聚氨酯相比，40%固含量产品与纯水性聚氨酯30%乳液成本相比，降低了25——50%。所以，可以极大发挥共聚物性能的优势的同时，显著的降低产品原材料成本。