[發(fā)明專利]一種紫外光混雜光固化水性聚氨酯丙烯酸酯及其制備方法和應用

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• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108948321A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設計）人: 朱煒健;宋麗娜
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/67;C08G18/66;C08G18/44;C08G18/34;C08G18/32;C09D175/14
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發(fā)明提供了一種紫外光混雜光固化水性聚氨酯丙烯酸酯，包括如下按重量份計的組分：聚碳酸亞丙酯二元醇100份、異氰酸酯30~75份、親水擴鏈劑3~10份、甲基丙烯酸羥乙酯5~20份、縮水甘油5~20份、成鹽劑2~10份、擴鏈劑1~10份，催化劑0.01~2份。本發(fā)明還提供了紫外光混雜光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制備方法。本發(fā)明制備的紫外光混雜光固化水性聚氨酯丙烯酸酯端基含有不飽和雙鍵和環(huán)氧基團，在加入引發(fā)劑并在紫外光的照射下，可分別按照自由基?陽離子的機理進行交聯(lián)反應，與單一固化方式相比，固化反應速度快，預聚體轉(zhuǎn)化率高。

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于聚氨酯丙烯酸酯及其制備技術(shù)領域，更具體地，涉及一種紫外光混雜光固化水性聚氨酯丙烯酸酯及其制備方法和應用。

背景技術(shù)

以水為溶劑的水性涂料不僅降低了涂料的成本，而且大大減少VOC 含量，順應了當今世界環(huán)保的要求。但由于水的蒸發(fā)潛熱大，加速干燥需要提高溫度，固化速率慢。UV 固化涂料的最大優(yōu)點是固化速度快、固化不需要提高溫度，但大量的活性稀釋劑對人的皮膚和眼睛有較強烈的刺激作用，影響操作者的身體健康，此外過多活性稀釋劑在紫外光輻照過程中難以完全反應，殘留單體直接影響到固化膜的長期性能。將傳統(tǒng)的 UV 固化技術(shù)和水性涂料技術(shù)相結(jié)合作為課題的切入點制備水性UV 固化乳液，它既減少了傳統(tǒng) UV 固化涂料的活性稀釋劑的用量，又明顯降低了水性涂料預干燥的耗時。

紫外光固化反應按機理可分為自由基固化機理、陽離子固化機理，以及自由基-陽離子混雜固化機理。自由基固化是光引發(fā)劑在紫外光照射下產(chǎn)生自由基，引發(fā)預聚物和單體中的不飽和基團發(fā)生加成聚合反應。陽離子固化是陽離子引發(fā)劑在紫外光輻照下產(chǎn)生質(zhì)子酸或路易斯酸，形成正離子活性中心，引發(fā)陽離子開環(huán)聚合。自由基-陽離子混雜固化則是指在同一體系中同時發(fā)生自由基光聚合反應和陽離子光聚合反應。自由基光固化體系具有固化速度快，性能易于調(diào)節(jié),抗潮濕,引發(fā)劑種類多的優(yōu)點,但存在氧阻聚、聚合體積收縮大、精度不高、附著力差、無后固化作用等問題。陽離子固化體系發(fā)展較晚,它具有氧阻小，厚膜固化好，固化膜體積收縮小、附著力強、耐磨、硬度高等優(yōu)點，特別適用于需要附著力強、耐磨的光盤和光纖涂層等方面。但它有固化速度慢，預聚物和活性稀釋劑種類少，價格高，固化產(chǎn)物性能不易調(diào)節(jié)等缺點。從而限制了其實際應用。自由基光固化和陽離子光固化各有其優(yōu)點和不足，將2種聚合方式結(jié)合起來綜合了各自的優(yōu)點，表現(xiàn)出很好的協(xié)同效應，便于充分發(fā)揮自由基和陽離子光固化體系的特點，取長補短，從而拓寬了光固化體系的使用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種紫外光混雜光固化水性聚氨酯丙烯酸酯。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述紫外光混雜光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制備方法。

本發(fā)明的再一目的在于提供上述紫外光混雜光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的應用。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

本發(fā)明提供了一種紫外光混雜光固化水性聚氨酯丙烯酸酯，包括如下按重量份計的組分：聚碳酸亞丙酯二元醇100份、異氰酸酯30~75份、親水擴鏈劑3~10份、甲基丙烯酸羥乙酯5~20份、縮水甘油5~20份、成鹽劑2~10份、擴鏈劑1~10份，催化劑0.01~2份。

本發(fā)明中，甲基丙烯酸羥乙酯為含有雙鍵和羥基的反應單體，羥基能夠與端氰酸酯基預聚體反應，并提供給預聚體可通過自由基機理進行紫外光交聯(lián)反應的雙鍵。本發(fā)明對所述甲基丙烯酸羥乙酯的來源沒有特殊限制，采用本領域技術(shù)人員熟知的市售商品即可。在本發(fā)明中，所述甲基丙烯酸羥乙酯的重量份為5~20份。

本發(fā)明中，縮水甘油為含有環(huán)氧基團和羥基的反應單體，羥基能夠與端氰酸酯基預聚體反應，并提供給預聚體可通過陽離子機理進行紫外光交聯(lián)反應的環(huán)氧基團。本發(fā)明對所述縮水甘油的來源沒有特殊限制，采用本領域技術(shù)人員熟知的市售商品即可。在本發(fā)明中，所述縮水甘油的重量份為5~20份。