[發明專利]輻射固化聚氨酯樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201010130882.5
• 申請日: 2010-03-22
• 公開（公告）號: CN102199271A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 繆培凱;伍松;凌云劍
• 申請（專利權）人: 湖南松井化學技術有限公司
• 主分類號: C08G18/67
• 分類號: C08G18/67;C08G18/66;C08G18/42;C09D175/16;C09D11/10
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 李柏

技術領域

本發明屬于輻射固化樹脂及其制備技術領域，具體涉及一種輻射固化聚氨酯樹脂及其制備方法。

背景技術

聚氨酯丙烯酸酯樹脂作為一種重要的輻射固化材料，其固化產品以優異的綜合性能，廣泛用于木器涂料、罩光清漆、印刷油墨等領域。聚氨酯丙烯酸酯樹脂是采用多異氰酸酯、長鏈二醇和丙烯酸羥基酯制備而成。由于多異氰酸酯和長鏈二醇有多種結構可選擇，通過分子設計來合成設定性能的低聚物樹脂，因此是目前產品牌號最多的低聚物。二十一世紀的涂料發展方向之一是全面推廣無污染環保型涂料。近年來，由于可輻射固化水性聚氨酯樹脂因具有突出的環保性、快速固化和優異的綜合性能而得到了廣泛的研究和開發。目前通常采用在輻射固化聚氨酯樹脂中引入羧基作為親水基團，然后通過堿性化合物中和，從而使輻射固化聚氨酯樹脂具有一定的親水性。中國專利CN101544741A公開了在光固化聚氨酯樹脂中引入羧基后，以擴鏈的方法再引入磺酸基，從而制備出雙陰離子型的光固化水性聚氨酯樹脂。然而，由水性聚氨酯樹脂制備的輻射固化涂料存在著一般水性涂料體系所特有的困難和問題。首先是水的高蒸發熱，使預干燥不僅消耗能量而且費時，對于鐵質基材還可能引起“瞬時銹蝕”問題；其次是水的高表面張力帶來一系列問題，如對基材(特別是低表面能者)和顏料的浸潤性差、易引起涂布不均等；最后，水的凝固點比一般稀釋劑高，在運輸和儲藏過程中需要加入防凍劑，水性體系容易產生霉菌，需加入防霉劑，使配方復雜化。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種含有可生物降解的聚乳酸衍生物鏈段的紫外光(UV)或電子束(EB)輻射固化聚氨酯丙烯酸酯樹脂。

本發明的再一目的在于提供一種紫外光(UV)或電子束(EB)輻射固化聚氨酯丙烯酸酯樹脂的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用下述技術方案。

本發明的紫外光(UV)或電子束(EB)輻射固化聚氨酯丙烯酸酯樹脂具有以下結構式：

該輻射固化聚氨酯丙烯酸酯樹脂的數均分子量為800～15000，外觀為透明澄清液體，色度為30～80APHA；無臭、無味、無刺激性；其結構中含有碳-碳雙鍵，可用于輻射固化。

其中，R₁為含端羥基的聚乳酸衍生物鏈段(I、II、III或IV)，所述的含端羥基的聚乳酸衍生物的結構式如下：

上述R₁結構式中的m和n分別代表聚合度，m和n的取值以聚乳酸衍生物的數均分子量為400～6000為限。

R₂為多異氰酸酯鏈段，所述的多異氰酸酯主要包括甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯或二環己基甲烷二異氰酸酯。

R₃為含不飽和雙鍵的丙烯酸酯鏈段，所述的含不飽和雙鍵的丙烯酸酯包括三羥甲基丙烷二丙烯酸酯或季戊四醇三丙烯酸酯，或R₃為丙烯酸羥酯的-(CH₂)_n-鏈段，所述的丙烯酸羥酯鏈段-(CH₂)_n中的n的取值為2、3或4。

本發明的紫外光(UV)或電子束(EB)輻射固化聚氨酯樹脂的制備方法為：

將物料R₂與物料R₁以摩爾比為2∶1的比例加入到充惰性氣體(如氮氣)的反應器中，加入上述兩種物料的總質量0.03％的作為催化劑的二月桂酸二丁基錫，在溫度為75～85℃下攪拌反應1～1.5小時；降溫至溫度為45～50℃，加入與物料R₂等摩爾的物料R₃，攪拌反應2～4小時后，再升溫至溫度為90～95℃攪拌反應0.5～1小時，即得到本發明所述的樹脂產物。

其中，R₁為具有以下結構式之一的含端羥基的聚乳酸衍生物：

上述R₁結構式中的m和n分別代表聚合度，m和n的取值以聚乳酸衍生物的數均分子量為400～6000為限。

R₂為多異氰酸酯，其主要包括甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯或二環己基甲烷二異氰酸酯。

R₃為含不飽和雙鍵的丙烯酸酯包括三羥甲基丙烷二丙烯酸酯或季戊四醇三丙烯酸酯，或具有鏈段為-(CH₂)_n-的丙烯酸羥酯，n的取值為2、3或4。