可紫外光固化的水性聚氨酯及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于合成可紫外光固化水性聚氨酯的組合物，這種紫外光固化組合物主要包含，除去離子水和溶劑之外，計(jì)量的(A)甲基丙烯酸α-羥基三氨基醇酯，(B)低聚二元醇，(C)二異氰酸酯。所述組合物合成的聚氨酯具有高雙鍵含量，高雙鍵含量密度，以及高硬段含量的特性，所述聚氨酯涂膜也具有物理上硬度高，固化快，耐丁酮擦拭的特性。
【專利說(shuō)明】可紫外光固化的水性聚氨酯及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚氨酯，特別涉及的是一種采用自制擴(kuò)鏈劑制備光固化水性聚氨酯的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]紫外光固化泛指經(jīng)紫外光照射后快速聚合反應(yīng)而固化的過(guò)程。由于該技術(shù)具有快速固化，生產(chǎn)效率高，節(jié)能，環(huán)保，優(yōu)質(zhì)，經(jīng)濟(jì)，適用于多種基材等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用有印刷，包裝，電子，家電，汽車燈各行各業(yè)。本發(fā)明有關(guān)一種水性聚氨酯丙烯酸酯。
[0003]傳統(tǒng)地，可光固化的水性聚氨酯的合成方法都是用丙烯酸羥乙酯或羥丙酯等單羥基丙烯酸酯對(duì)聚氨酯進(jìn)行封端，以此引入雙鍵，但這類方法所引入的雙鍵量有限，固化后的聚氨酯涂膜的交聯(lián)度不高，或?qū)⒑须p鍵的不飽和聚酯作為軟段引入到聚氨酯分子鏈中，雖然一定程度上提高了雙鍵的含量，但是其分子鏈節(jié)的硬段含量就會(huì)下降，從而導(dǎo)致固化后的聚氨酯涂膜硬度也不會(huì)有太大的提高。
[0004]CN200810039199.3公開了一種引入硫醇-烯體系至聚氨酯多元醇或異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚體中，再通過(guò)自乳化制備含多元硫醇和多元烯的水性聚氨酯紫外光固化水性聚氨酯的合成方法，以期提高官能團(tuán)轉(zhuǎn)化率，克服氧化阻礙并提高高雙鍵含量帶來(lái)的力學(xué)性能。
[0005]CN200910017333.4公開了一種將聚醚二醇引入聚氨酯主鏈中，并用單羥基丙烯酸酯類的單體封端制備具有較高相對(duì)分子質(zhì)量因而提高雙鍵數(shù)目的紫外光固化水性聚氨酯的合成方法，以期提高聚氨酯的抗化學(xué)性能并兼顧硬度和柔韌度。
[0006]CN201210206961.9公開了一種利用雙羥基脂肪酸作為擴(kuò)鏈劑的紫外光固化水性
聚氨酯的合成方法，以期提高相對(duì)分子質(zhì)量和儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
[0007]由此可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)提高雙鍵含量的方式是增加轉(zhuǎn)化率或提高相對(duì)分子質(zhì)量，因而無(wú)法提高聚氨酯分子中雙鍵的密度，也無(wú)法從理論上提高聚氨酯的硬段含量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明目的是提高雙鍵密度以及理論上提高水性聚氨酯的硬段含量。
[0009]因此，本發(fā)明提供一種將含有雙鍵的端氨基的小分子擴(kuò)鏈劑以硬段形式存在于聚氨酯鏈節(jié)中的可紫外光固化的水性聚氨酯及其制備方法。
[0010]本發(fā)明還提供了所述含雙鍵的端氨基小分子擴(kuò)鏈劑的制備方法。
[0011]所述水性聚氨酯制備方法包括以下步驟:
[0012](I)端氨基小分子擴(kuò)鏈劑甲基丙烯酸α-羥基三氨基醇酯的合成
[0013]向干燥的反應(yīng)器中加入二 乙烯三胺，用適量的丙酮稀釋，加熱至60°C左右，此時(shí)丙酮有回流，滴加用丙酮稀釋過(guò)的甲基丙烯酸縮水甘油酯，2-2.5小時(shí)滴完，保溫10分鐘左右，冷卻抽出丙酮即可；開環(huán)縮合反應(yīng)得到端氨基的甲基丙烯酸α-羥基三氨基醇酯。如下式所示:
[0014]
【權(quán)利要求】
1.可紫外光固化的水性聚氨酯，其特征在于:本聚氨酯有以下化學(xué)式:
2.制備權(quán)利要求1所述的可紫外光固化的水性聚氨酯的方法，其特征在于: (O計(jì)量的低聚二元醇、二異氰酸酯和親水?dāng)U鏈劑制備聚氨酯預(yù)聚體； (2)所述預(yù)聚體與含阻聚劑的計(jì)量的甲基丙烯酸α-羥基三氨基醇酯在40°C-60°C反應(yīng)20-40分鐘； (3)所述產(chǎn)物再由封端劑在55°C-65°C進(jìn)行封端；和 (4)最后降溫至35°C_45°C加入三乙胺反應(yīng)得到權(quán)利要求1所述的可紫外光固化的水性聚氨酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的甲基丙烯酸α-羥基三氨基醇酯是由二乙烯三胺與甲基丙烯酸縮水甘油酯在溶劑中在溶劑合適的回流溫度下反應(yīng)得到的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述計(jì)量的聚氨酯預(yù)聚體反應(yīng)所述聚氨酯預(yù)聚體反應(yīng)物包含: (1)摩爾百分比為35%-65%的低聚二元醇； (2)摩爾百分比為35%-65%的二異氰酸酯；和 (3)摩爾百分比小于等于30%的親水?dāng)U鏈劑。
5.權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述低聚二元醇選自:聚己內(nèi)酯二元醇、聚四氫呋喃醚二醇、共聚醚、聚新戊二醇酯中的一種或兩種以上。
6.權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述二異氰酸酯選自:異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯中的一種或兩種以上。
7.權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述親水?dāng)U鏈劑選自:二甲羥基丙酸或N-甲基吡咯烷酮中的一種或兩種。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述溶劑選自丙酮、丁酮、醋酸丁酯、N-甲基吡咯烷酮中的一種或兩種。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述制備可紫外光固化的水性聚氨酯的計(jì)量的反應(yīng)物包括: (1)重量百分比為65%-80%的聚氨酯預(yù)聚物； (2)重量百分比為3%_5%的甲基丙烯酸α-羥基三氨基醇酯； (3)重量百分比為15%-20%的封端劑；和(4)重量百分比為1%-3%的三乙胺。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于:所述的封端劑選自丙烯酸羥乙酯或丙烯酸羥丙酯。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于:所述的阻聚劑選自對(duì)苯二酚、2-叔丁基對(duì)苯二酚或?qū)籽趸健し印?br> 【文檔編號(hào)】C08G18/67GK103819646SQ201310231599
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月9日
【發(fā)明者】吳曉波 申請(qǐng)人:江陰摩爾化工新材料有限公司