[發(fā)明專利]一種紫外光固化高強(qiáng)度聚氨酯丙烯酸酯樹(shù)脂及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810060673.4
• 申請(qǐng)日: 2018-01-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108383974A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段華軍;董文靜;王鈞;楊小利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G18/75
• 分類號(hào): C08G18/75;C08G18/67;C08G18/42;C08G18/10
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

1.一種紫外光固化高強(qiáng)度聚氨酯丙烯酸酯樹(shù)脂，其特征是按質(zhì)量計(jì)，由聚氨酯丙烯酸酯50～80wt％與活性稀釋劑20～50wt％組成，其中聚氨酯丙烯酸酯組成如下：二異氰酸酯32～50wt％，羥基丙烯酸酯19～29wt％，聚酯多元醇22～49wt％，催化劑0.05～0.3wt％，阻聚劑0.02～0.05wt％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外光固化高強(qiáng)度聚氨酯丙烯酸酯樹(shù)脂，其特征在于所述的活性稀釋劑選自苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、二乙烯基苯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、三烯丙基異氰脲酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中的一種，或者多種。

3.一種紫外光固化高強(qiáng)度聚氨酯丙烯酸酯樹(shù)脂的制備方法，其特征在于采用三步法制備權(quán)利要求1至2中任一所述的紫外光固化高強(qiáng)度聚氨酯丙烯酸酯樹(shù)脂，該方法包括以下步驟：

第一步，將二異氰酸酯、催化劑、阻聚劑與羥基丙烯酸酯混合，于45～65℃攪拌反應(yīng)2～5h，用二正丁胺法滴定異氰酸酯基團(tuán)含量，當(dāng)-NCO基團(tuán)含量達(dá)到理論終點(diǎn)時(shí)，得到第一步中間產(chǎn)物，其中所述二異氰酸酯中異氰酸酯基團(tuán)與羥基丙烯酸酯中羥基的官能團(tuán)摩爾比為2:(0.8～1.2)；

第二步，在所述的第一步中間產(chǎn)物中加入聚酯多元醇，于65～85℃攪拌反應(yīng)1～4h，當(dāng)-NCO基團(tuán)含量達(dá)到理論終點(diǎn)時(shí)，得到高強(qiáng)度聚氨酯丙烯酸酯，其中所述的第一步中間產(chǎn)物中異氰酸酯基團(tuán)與多元醇羥基的官能團(tuán)摩爾比為(1.2～0.8):1；

第三步，將所述的高強(qiáng)度聚氨酯丙烯酸酯與活性稀釋劑混合，得到紫外光固化高強(qiáng)度聚氨酯丙烯酸酯樹(shù)脂，其中所述高強(qiáng)度聚氨酯丙烯酸酯與活性稀釋劑的質(zhì)量比為(1～4):1。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紫外光固化高強(qiáng)度聚氨酯丙烯酸酯樹(shù)脂的制備方法，其特征在于所述的催化劑采用二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、二醋酸二丁基錫中的一種；其中所述催化劑添加量為體系總質(zhì)量的0.05～0.3wt％。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紫外光固化高強(qiáng)度聚氨酯丙烯酸酯樹(shù)脂的制備方法，其特征在于所述的阻聚劑采用4-羥基哌啶醇氧自由基、甲基氫醌、對(duì)苯二酚、對(duì)羥基苯甲醚、2,6-二叔丁基對(duì)甲酚中的一種；其中所述阻聚劑添加量為體系總質(zhì)量的0.02～0.05wt％。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紫外光固化高強(qiáng)度聚氨酯丙烯酸酯樹(shù)脂的制備方法，其特征在于所述二異氰酸酯采用2,4-甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯中的一種，或兩種混合物。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紫外光固化高強(qiáng)度聚氨酯丙烯酸酯樹(shù)脂的制備方法，其特征在于所述的羥基丙烯酸酯采用甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、三羥甲基丙烷二丙烯酸酯及季戊四醇三丙烯酸酯中的一種，或多種混合物。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紫外光固化高強(qiáng)度聚氨酯丙烯酸酯樹(shù)脂的制備方法，其特征在于所述聚酯多元醇采用苯酐聚酯多元醇、對(duì)苯聚酯多元醇及其改性的芳香族聚酯多元醇中的一種，或多種混合物；其具有不同官能度和不同分子量，官能度為2、3或4，分子量Mn＝400、600、800或1000。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外光固化高強(qiáng)度聚氨酯丙烯酸酯樹(shù)脂的，其特征在于，其固化方式采用紫外光固化或熱固化或氧化-還原引發(fā)固化，區(qū)別在于所加的引發(fā)劑是光引發(fā)劑或是熱引發(fā)劑或是氧化-還原引發(fā)體系；所述光引發(fā)劑選自2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羥基環(huán)己基苯甲酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮、安息香雙甲醚、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦中的一種或兩種；其中所述光引發(fā)劑添加量按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，為高強(qiáng)度聚氨酯丙烯酸酯樹(shù)脂的1％～5％。

10.權(quán)利要求2至9中任一所述方法制備的紫外光固化高強(qiáng)度聚氨酯丙烯酸酯，在復(fù)合材料樹(shù)脂基體、涂料、粘接劑和結(jié)構(gòu)膠中應(yīng)用。