[發(fā)明專利]一種電子束固化高硬度聚氨酯的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110450815.6
• 申請(qǐng)日: 2011-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102558499A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐海濤;宋琤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G18/79
• 分類號(hào): C08G18/79;C08G18/67;C08G18/32;C08G18/12;C09D175/12
• 代理公司: 南昌洪達(dá)專利事務(wù)所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚氨酯的制備方法，特別涉及一種電子束固化高硬度聚氨酯的制備方法，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來(lái)，電子束固化涂料發(fā)展迅速，應(yīng)用的行業(yè)和領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。電子束固化涂料是指在電子束的輻射作用下，涂料配方體系中的液態(tài)低聚物（包括活性稀釋劑單體分子）經(jīng)過(guò)交聯(lián)聚合快速形成固態(tài)產(chǎn)物的過(guò)程。

電子束固化涂料配方體系通常包括樹(shù)脂預(yù)聚物、活性稀釋劑單體分子及各種助劑。樹(shù)脂預(yù)聚物的性質(zhì)決定涂料固化后膜的物理特性，常用的樹(shù)脂預(yù)聚物有聚氨酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂等。當(dāng)樹(shù)脂預(yù)聚物固化后的物理特性不能滿足要求時(shí)，可通過(guò)添加活性稀釋劑單體分子來(lái)改善物理特性，從而滿足要求。活性稀釋劑單體分子是低分子量的化學(xué)物質(zhì)，它們的揮發(fā)不僅造成環(huán)境的污染，還對(duì)皮膚有強(qiáng)烈的刺激性，這限制了它們的應(yīng)用。

??本發(fā)明旨在解決上述問(wèn)題，而提供一種高硬度的聚氨酯樹(shù)脂及其制備方法。由本發(fā)明制備得到的聚氨酯樹(shù)脂經(jīng)電子束固化后形成的固化膜硬度高，降低了活性稀釋劑單體分子的用量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種電子束固化高硬度聚氨酯的制備方法，該方法的特征是：

首先在干燥的反應(yīng)釜中加入1.0摩爾的六亞甲基二異氰酸酯三聚體和0.0010-0.0015摩爾的催化劑及0.0050-0.010摩爾阻聚劑，室溫?cái)嚢枰欢〞r(shí)間，使各種原料充分混合。將2.0摩爾的羥基丙烯酸酯加入上述混合物中，控制加料速度使反應(yīng)釜內(nèi)溫度控制在45-50℃。加料完畢后，反應(yīng)4-5小時(shí)，停止反應(yīng)，得聚氨酯半加成反應(yīng)物；然后在另一部干燥的反應(yīng)釜中加入1.0摩爾的羥基離子擴(kuò)鏈劑和0.0010-0.0015摩爾的催化劑及0.0050-0.010摩爾阻聚劑，室溫?cái)嚢枰欢〞r(shí)間，使各種原料充分混合。將1.0摩爾的聚氨酯半加成反應(yīng)物加入反應(yīng)釜中，控制加料速度使反應(yīng)釜內(nèi)溫度控制在45-50℃。加料完畢后，升高反應(yīng)釜溫度至50-60℃，反應(yīng)24-26小時(shí)。向反應(yīng)釜中加入0.10-0.15摩爾的正丁醇，反應(yīng)0.5小時(shí)后，停止反應(yīng)。將反應(yīng)釜溫度降至室溫后出料，即得高硬度聚氨酯預(yù)聚物產(chǎn)物。

??在上述制備方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

??進(jìn)一步，所述的六亞甲基二異氰酸酯三聚體與羥基丙烯酸酯的摩爾比＝1：2。

??進(jìn)一步，所述的羥基丙烯酸酯包括丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯、丙烯酸羥丙酯中的一種或幾種，優(yōu)選丙烯酸羥乙酯和甲基丙烯酸羥乙酯。

??進(jìn)一步，所述的羥基離子擴(kuò)鏈劑為根據(jù)公開(kāi)的文獻(xiàn)資料自制，結(jié)構(gòu)式為：

進(jìn)一步，所述的聚氨酯半加成反應(yīng)物與羥基離子擴(kuò)鏈劑的摩爾比＝1：1。

??進(jìn)一步，所述的聚氨酯半加成反應(yīng)物與正丁醇的摩爾比＝1：0.10-0.15。

??進(jìn)一步，所述的催化劑包括辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫、二丁基二氯化錫中的一種或幾種，優(yōu)選二月桂酸二丁基錫。催化劑的用量為六亞甲基二異氰酸酯三聚體、羥基丙烯酸酯、羥基離子擴(kuò)鏈劑總重量的0.05％-0.15％。

??進(jìn)一步，所述的阻聚劑包括對(duì)苯二酚、4-甲氧基酚、2,6-二硝基對(duì)甲酚中的一種或幾種，優(yōu)選4-甲氧基酚。阻聚劑的用量為六亞甲基二異氰酸酯三聚體、羥基丙烯酸酯、羥基離子擴(kuò)鏈劑總重量的0.05％-0.20％。

本發(fā)明的技術(shù)效果是：本發(fā)明方法制備的聚氨酯預(yù)聚物，用于電子束固化涂料中，可降低活性稀釋劑的用量，增強(qiáng)固化后膜的硬度。

具體實(shí)施方式

??以下對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

??實(shí)施例1：

在干燥的反應(yīng)釜中加入1000.0克六亞甲基二異氰酸酯三聚體和0.5克二月桂酸二丁基錫及1.2克4-甲氧基酚，室溫?cái)嚢?小時(shí)，使各種原料充分混合。將331.8克丙烯酸羥乙酯加入上述混合物中，控制加料速度使反應(yīng)釜內(nèi)溫度控制在45-50℃。加料完畢后，控制溫度在45-50℃進(jìn)行反應(yīng)，通過(guò)二正定胺法測(cè)試體系中[-NCO]的變化，當(dāng)[-NCO]達(dá)到理論值時(shí)，停止反應(yīng)，此步耗時(shí)約4-5小時(shí)，得聚氨酯半加成反應(yīng)物。