[發明專利]一種可紫外光固化的彈性聚氨酯丙烯酸酯乳液及其合成方法

在審

• 申請號: 201310502503.4
• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN104558499A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 鄧劍如;張習龍;岳德英
• 申請（專利權）人: 湖南歲豐新材料科技發展有限公司
• 主分類號: C08G18/67
• 分類號: C08G18/67;C08G18/66;C08G18/12;C09D175/14;C09D11/101
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及一種彈性聚氨酯乳液，尤其涉及一種可紫外光固化的彈性聚氨酯丙烯酸酯乳液及其合成方法。該乳液可用于水性光固化彈性涂料和水性油墨的主體樹脂。?

技術背景

水性聚氨酯是以水為分散介質的，因其具有無污染、安全環保、機械性能優良、相容性好、易于改性等優點，已逐步取代溶劑型，成為聚氨酯工業發展的重要方向。水性聚氨酯可廣泛應用于涂料、膠粘劑、織物涂層與整理劑、皮革涂飾劑、紙張表面處理劑和纖維表面處理劑。

聚氨酯丙烯酸酯的分子中含有丙烯酸官能團和氨基甲酸酯鍵，固化后的膠黏劑具有聚氨酯的高耐磨性、粘附力、柔韌性、高剝離強度和優良的耐低溫性能以及聚丙烯酸酯卓越的光學性能和耐候性，是一種綜合性能優良的高分子材料。

光固化樹脂由于具有不含溶劑、固化速度快、節約能源、適于流水作業等優點，已廣泛應用于汽車、建筑行業，并將逐步應用于涂料行業。專利CN?102358777?A?制備了水性聚氨酯彈性乳液，可應用于彈性體制品，但該乳液需加入固化劑，經加熱固化形成涂層。專利CN?1670052?A和專利?CN?102516465?A都制備了水性聚氨酯-丙烯酸酯復合乳液，綜合了聚氨酯和聚丙烯酸酯的優點，提升了固化膜的性能，但該乳液均是通過加熱干燥固化成膜。專利CN?101514275?A制備了枝型分子結構的可光/熱固化的水性聚氨酯涂飾劑，有很大的應用前景。所以，開發可紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯彈性乳液成為一種研究的趨勢。

聚氨酯的聚合反應，是多組分的擴鏈、交聯反應。反應過程中，放熱量大，分子量越來越大，反應體系的粘度越來越高，配方或者合成方法稍有不當就易導致體系凝膠和反應失敗。這是因為小分子擴鏈劑一般為幾個碳的脂肪族二醇如丁二醇、乙二醇、丙二醇等，均為伯羥基，與異氰酸酯基反應活性很高，且相對分子量小，活潑氫當量大，會與異氰酸酯劇烈反應，迅速放出大量的熱，使體系溫度升高，引發氨基甲酸酯的交聯反應，使體系凝膠和反應失敗。所以，急待開發既不影響聚氨酯產品性能，又能使聚氨酯合成反應容易控制的擴鏈劑。?

發明內容

針對水性聚氨酯的現有技術情況，本發明的目的是提供一種可紫外光固化彈性聚氨酯丙烯酸酯乳液及其制備方法，并且在合成方法中優選了一種小分子二元醇，使得合成方法更簡單易控。該乳液可用于水性光固化彈性涂料和水性油墨的主體樹脂。

本發明的目的是通過如下的技術方案來實現的:

?一種可紫外光固化彈性聚氨酯丙烯酸酯乳液，其配方是15-38質量份二異氰酸酯、15-40質量份聚酯二元醇或聚醚二元醇、0.5-8質量份含羧酸二元醇、2-7質量份小分子擴鏈劑、1-9質量份含羥基丙烯酸酯、2-10質量份有機溶劑、0-0.005質量份催化劑、0-0.01質量份穩定劑、1-7質量份有機胺類化合物、45-80質量份去離子水、2-6質量份光引發劑。其中小分子擴鏈劑優選了一種小分子二元醇，不僅使得合成方法更簡單易控，也能提高乳液固化膜性能。

其中所述二異氰酸酯為2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯和六亞甲基二異氰酸酯中的一種或幾種。

其中所述聚酯二元醇或聚醚二元醇為分子量在500-5000之間的聚己二酸一縮二乙二醇、聚己二酸乙二醇、聚己二酸丁二醇、聚四氫呋喃二醇、聚環氧丙烷二醇中的一種或它們任意配比的混合物，優選分子量在1000-3000之間的聚己二酸一縮二乙二醇、聚四氫呋喃二醇、聚環氧丙烷二醇中的一種或它們任意配比的混合物。

其中所述含羧酸二元醇為二羥甲基丁酸或者二羥甲基丙酸中的一種。

其中所述小分子擴鏈劑為1,2-環己二醇，1,3-環己二醇，1,4-環己二醇，乙二醇，丙二醇、1,4-丁二醇中的一種或幾種，優選1,2-環己二醇，1,4-環己二醇。

其中所述含羥基丙烯酸酯為丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥甲酯、2-甲基丙烯酸羥乙酯、2-甲基丙烯酸羥甲酯中的一種或幾種，優選丙烯酸羥乙酯和2-甲基丙烯酸羥乙酯。

其中所述有機溶劑為丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一種或幾種，優選丙酮和乙酸乙酯。

其中所述催化劑為三苯基鉍、辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫、二醋酸二丁基錫中的一種或幾種。

其中所述穩定劑為對苯二酚、對甲氧基酚、2-叔丁基對苯二酚、對苯醌中的一種或幾種，優選對甲氧基酚和2-叔丁基對苯二酚。

其中所述機胺類化合物為三乙胺。