[發明專利]一種水性聚氨酯丙烯酸酯低聚體、其制備方法和水性紫外光固化涂料

有效

• 申請號: 201410222137.1
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN103980215A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 張紅明;李季;王獻紅;王佛松
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C07D251/34
• 分類號: C07D251/34;C08G65/00;C09D4/02;C09D7/12
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本發明屬于聚合物技術領域，尤其涉及一種水性聚氨酯丙烯酸酯低聚體、其制備方法和水性紫外光固化涂料。

背景技術

紫外光固化涂料簡稱UCVV，是20世紀60年代開發的一種節能型涂料，它在受到紫外光照射后，發生光化學反應，從而引起聚合、交聯，使液態圖層瞬間變成固態涂層，得到漆膜。紫外光固化涂料的主要組分是光固化樹脂，按照引發體系的不同，可以分為自由基紫外光固化涂料、陽離子紫外光固化涂料和自由基-陽離子混雜光固化涂料。紫外光固化涂料廣泛應用于建筑材料、體育用品、電子通訊、包裝材料和汽車部件等不同領域。

現有技術中，申請號為CN200810141601.9的中國專利公開了一種紫外光固化涂料，包括以下組分：15～20重量份的二官能團氟丙烯酸酯低聚物、3～10重量份的二官能團有機硅丙烯酸酯低聚物、10～40重量份的六官能團聚氨酯丙烯酸酯低聚物、1～30重量份的二官能團環氧丙烯酸酯低聚物、1～10重量份的光引發劑、0.5～5重量份的助劑、10～25重量份的有機溶劑和10～25重量份的活性稀釋單體；所述活性稀釋單體包括三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯和乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中的一種或多種。然而該涂料為溶劑型紫外光固化涂料，需要添加大量的活性稀釋劑，會對操作人員身體健康造成危害，對環境帶來污染。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種水性聚氨酯丙烯酸低聚體、其制備方法和水性紫外光固化涂料。本發明提供的水性紫外光固化涂料無需添加任何活性稀釋劑，安全且環保。

本發明提供了一種水性聚氨酯丙烯酸低聚體，具有式I所示結構：

式I；

式I中，所述a＝1～7，b＝0～15，m＝0～7，n＝1～3；

所述R具有式101～式105所示結構中的任意一種：

式101、式102、式103、式104、式105。

優選地，所述a＝2～6；

b＝1～14；

m＝1～6；

n＝2。

本發明提供了一種上述技術方案所述水性聚氨酯丙烯酸酯低聚體的制備方法，包括以下步驟：

a)在氮氣或惰性氣體條件下，將六亞甲基二異氰酸酯三聚體與具有式II所示結構的氟表面活性劑進行反應，得到第一中間體；

式II；

式II中，所述a＝1～7，b＝0～15；

b)在醇醚醋酸酯的存在下，將端羥基含氟化合物與所述步驟a)得到的第一中間體進行反應，得到第二中間體；

c)在催化劑和阻聚劑的存在下，將所述步驟b)得到的第二中間體與含有羥基的丙烯酸酯進行反應，得到具有式I所示結構的水性聚氨酯丙烯酸酯低聚體。

優選地，所述步驟b)中醇醚醋酸酯包括乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯和丙二醇乙醚醋酸酯中的一種或多種。

優選地，所述步驟b)中端羥基含氟化合物包括2,2,2-三氟乙醇、1H,1H,2H,2H-全氟己-1-醇、1H,1H,2H,2H-全氟-1-癸醇、4,4,5,5,6,6,7,7,7-九氟-1-庚醇和1H,1H,2H,2H-十三氟-1-辛醇中的一種或多種。

優選地，所述步驟c)中含有羥基的丙烯酸酯包括丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、季戊四醇三丙烯酸酯和雙季戊四醇五丙烯酸酯中的一種或多種。

優選地，所述步驟c)中催化劑包括有機錫類催化劑中的一種或多種。

優選地，所述步驟c)中阻聚劑包括對羥基苯甲醚和/或對苯二酚。

優選地，所述六亞甲基二異氰酸酯三聚體、具有式II所示結構的氟表面活性劑、醇醚醋酸酯和端羥基含氟化合物的質量比為(268～325):(340～410):(65～120):(48～186)。

本發明提供了一種水性紫外光固化涂料，包括以下組分：

68～85重量份的水性聚氨酯丙烯酸低聚體；

0.34～0.45重量份的流平劑；

0.42～0.88重量份的消泡劑；

3～4.3重量份的光引發劑；

2.04～4.25重量份的硅氧烷偶聯劑；

8.5～11重量份的水；

14.8～18.5重量份的水性助劑；