[發明專利]具有星型結構六官能團的丙烯酸聚氨酯及其合成方法

無效

• 申請號: 200710035780.3
• 申請日: 2007-09-20
• 公開（公告）號: CN101157640A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發明（設計）人: 曾光明;單文偉;賀迅;潘東營;范燃;湯琳
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: C07C271/08
• 分類號: C07C271/08;C07C269/02;C08G18/67
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所
• 代理人: 陳暉

技術領域

本發明涉及一類具有星型結構六官能團的丙烯酸聚氨酯及其合成方法。

背景技術

隨著人類對環境認識的逐漸深入，選擇綠色的產品代替傳統產品或開發新用途，越來越引起人們的關注，雙季衍生物無毒，對環境友好，對人體安全成為未來重要的“綠色”原料之一，具有廣泛的應用前景。雙季分子中有多個羥基，為其化學改性提供了很大的空間，目前改性主要集中在交聯和接枝共聚反應兩方面，可以根據用途來選擇不同的脂肪酸生成一系列雙季衍生物，賦予雙季衍生物新的、其他產品無法替代的優異功能，而開發出許多新型，特殊用途的產品，其合成并不困難，但國內相關報道很少，落后于國外，所以加強雙季衍生物的研究與應用是今后的主要方向。現有的丙烯酸聚氨酯樹脂一般為線性結構，空間結構的很少，因而樹脂的穩定性不是很理想，耐磨性和耐候性一般。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服上述現有技術的缺陷，引入具有六官能團空間結構的雙季戊四醇，提供一類無毒、無刺激性、穩定性好、性能優良、合成方法操作簡單且無環境污染的具有星型結構六官能團的丙烯酸聚氨酯及其合成方法。

為解決上述技術問題，本發明采用下述技術方案。

一類具有星型結構六官能團的丙烯酸聚氨酯，其特征在于該化合物有如下結構式：

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該樹脂外觀為無色透明，異氫酸根含量小于0.2％(質量濃度)，無毒、無味、無刺激性，其結構中含有端碳-碳雙鍵，可用于光固化。

本發明的具有星型結構六官能團的丙烯酸聚氨酯合成方法為：

(1)配料比：

雙季戊四醇∶二異氰酸酯∶丙烯酸羥乙酯＝1∶5.95～6.07∶6.05～6.97(摩爾比)，催化劑用量為丙烯酸羥乙酯質量的0.02％～0.09％；阻聚劑用量為丙烯酸羥乙酯質量的0.3％～1％。

(2)工藝過程及條件：

將雙季戊四醇與二異氰酸酯投入反應器中，同時加入催化劑，攪拌升溫，溫度控制在10～90℃，反應30～100分鐘，取樣測異氫酸根含量，當異氫酸根含量達到13.8％～22％(質量濃度)，投入丙烯酸羥乙酯和阻聚劑，反應溫度控制在20～100℃，反應1～5小時，取樣測異氫酸根含量，當異氫酸根含量小于0.2％(質量濃度)時，停止反應，出料。

所用的二異氰酸酯為2，4-甲苯二異氰酸酯(2，4-TDI)或2，6-甲苯二異氰酸酯(2，6-TDI)或異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)或己二異氰酸酯(HDI)或二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)或對苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)或二環已基甲烷二異氰酸酯(H₁₂MDI)或四甲基間苯二甲基二異氰酸酯。

所用催化劑為：月桂酸二丁基錫。

所用的阻聚劑為：對羥基苯甲醚或2，6-二叔丁基對甲酚或三苯基膦或對苯二酚。

本發明的光固化丙烯酸聚氨酯的反應式如下：(以2，4-甲苯二異氰酸酯為例)

本發明的具有星型結構六官能團的丙烯酸聚氨酯具有對人體無刺激，固化速度快的性能。該樹脂以氧原子為中心形成典型的星型結構，具有較長的碳鏈，較高的分子量，穩定的醚鍵，分子中多個羥基發生酯化，空間網狀結構理想，形成的屏蔽作用大，使得酯基十分穩定，形成具有獨特應用性能的樹脂單體，彌補了醇酸樹脂耐水、耐潮、耐堿性能差的缺點。配制的光固化涂料可用于塑料、紙張、木材和金屬表面涂裝，建筑物玻璃外側，該樹脂在紫外線光照射下交聯，形成一種耐摩擦、防刮傷、耐候、透明的抗腐蝕性的涂料層，涂膜表面豐滿，機械性能優良，尤其是耐磨性，耐候性優異。

該合成方法操作簡單，反應條件溫和，反應過程易于控制，生產過程中無任何廢料排出，無環境污染問題，是一典型的清潔生產工藝。

具體實施方式

實施例1

在1000ml帶攪拌的三口燒瓶中，加入雙季戊四醇50g，甲苯-2，4二異氰酸酯(TDI)203.8g，同時加入催化劑二月桂酸二丁基錫0.076g。控制溫度在18℃反應100分鐘，取樣測定異氫酸根含量為19.4025％(質量濃度)，加入151.8g丙烯酸羥乙酯，同時加入阻聚劑對羥基苯甲醚1.214g。控制溫度在22℃反應5小時后取樣測定異氫酸根含量為0.1643％(質量濃度)，停止反應，得到產品406.9g，產品無色，澄清，透明。

實施例2