[發(fā)明專利]多官能度聚氨酯丙烯酸酯及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910456592.0
• 申請(qǐng)日: 2019-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN110183616B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚永平;盛星;劉繼強(qiáng);招志錦;關(guān)計(jì)本
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東三求光固材料股份有限公司
• 主分類號(hào): C08G18/67
• 分類號(hào): C08G18/67;C08G18/66;C08G18/42;C08G18/34
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 侯武嬌

本發(fā)明涉及一種多官能度聚氨酯丙烯酸酯及其制備方法和應(yīng)用。該制備方法包括如下步驟：將二異氰酸酯與丙烯酸羥基酯反應(yīng)，當(dāng)體系中異氰酸酯基的含量為初始含量的50％～55％時(shí)，加入二羥甲基丁酸反應(yīng)；當(dāng)體系中異氰酸酯基含量為半加成物中異氰酸酯基含量的40％～80％時(shí)，加入聚酯二元醇反應(yīng)；當(dāng)體系中異氰酸酯基含量為0時(shí)，加入含環(huán)氧基且可自由基聚合的化合物反應(yīng)，即得；其中，二異氰酸酯、丙烯酸羥基酯、二羥甲基丁酸、聚酯二元醇與含環(huán)氧基且可自由基聚合的化合物的摩爾比為1:(1～1.5):(0.1～0.3):(0.4～0.8):(0.1～0.3)。制備得到的多官能度聚氨酯丙烯酸酯，光固化速率快，硬度和耐磨性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及紫外光固化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多官能度聚氨酯丙烯酸酯及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

紫外光固化技術(shù)具有固化時(shí)間短、所需設(shè)備簡(jiǎn)單、固化涂層性能優(yōu)異(耐磨性、抗污性等)、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。因此，在航空航天、電子電氣、化工、交通運(yùn)輸、醫(yī)療衛(wèi)生、日常生活等方面得到了廣泛的應(yīng)用。

聚氨酯丙烯酸酯具有良好的粘結(jié)性和彈性，在紫外光固化材料中一直占有重要地位。聚氨酯丙烯酸酯分子中含有氨基甲酸酯和羧酸酯結(jié)構(gòu)單元，因此，聚氨酯丙烯酸酯綜合了聚氨酯和丙烯酸酯的優(yōu)良性能。而且聚氨酯丙烯酸酯的組成和化學(xué)性質(zhì)具有很大的可調(diào)余地，可以通過(guò)分子設(shè)計(jì)合成具有不同官能度(分子中-C＝C-雙鍵數(shù)量)、不同性能的聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚物，從而調(diào)整紫外光固化材料的性能以適應(yīng)不同的需要，應(yīng)用于光固化涂料、油墨和膠黏劑等領(lǐng)域。然而，傳統(tǒng)方法制備得到的聚氨酯丙烯酸酯的交聯(lián)密度較低、硬度和耐磨性差。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對(duì)傳統(tǒng)方法制備得到的聚氨酯丙烯酸酯交聯(lián)密度較低、硬度和耐磨性差的問(wèn)題，提供一種多官能度聚氨酯丙烯酸酯及其制備方法和應(yīng)用。

一種多官能度聚氨酯丙烯酸酯的制備方法，包括如下步驟：

將二異氰酸酯與丙烯酸羥基酯進(jìn)行加成反應(yīng)，當(dāng)體系中異氰酸酯基的含量為初始含量的50％～55％時(shí)結(jié)束反應(yīng)，得到異氰酸酯基封端的半加成物；

將所述半加成物與二羥甲基丁酸進(jìn)行加成反應(yīng)，當(dāng)體系中異氰酸酯基含量為所述半加成物中異氰酸酯基含量的40％～80％時(shí)結(jié)束反應(yīng)；加入聚酯二元醇繼續(xù)進(jìn)行加成反應(yīng)，當(dāng)體系中異氰酸酯基含量為0時(shí)結(jié)束反應(yīng)；加入含環(huán)氧基且可自由基聚合的化合物進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)即得；

其中，所述二異氰酸酯、所述丙烯酸羥基酯、所述二羥甲基丁酸、所述聚酯二元醇與所述含環(huán)氧基且可自由基聚合的化合物的摩爾比為1:(1～1.5):(0.1～0.3):(0.4～0.8):(0.1～0.3)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述含環(huán)氧基且可自由基聚合的化合物選自丙烯酸縮水甘油醚、甲基丙烯酸縮水甘油醚和烯丙基縮水甘油醚中的一種或幾種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述丙烯酸羥基酯選自丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯和季戊四醇三丙烯酸酯中的一種或幾種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述聚酯二元醇選自分子量為400的聚酯二元醇、分子量為600的聚酯二元醇、分子量為1000的聚酯二元醇和分子量為2000的聚酯二元醇中一種或幾種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述二異氰酸酯與丙烯酸羥基酯進(jìn)行加成反應(yīng)的條件為：在阻聚劑和催化劑的條件下，保持反應(yīng)溫度為30℃～30℃；所述阻聚劑選自對(duì)甲氧基苯酚、對(duì)苯二酚、2,5-二甲基對(duì)苯二酚、2,6-二叔丁基對(duì)甲苯酚和2,2,6,6-四甲基哌啶-氮氧自由基中的一種或幾種；所述催化劑選自三乙醇胺、三亞乙基二胺、月桂酸二丁基錫和辛酸亞錫中的一種或幾種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述半加成物與二羥甲基丁酸進(jìn)行加成反應(yīng)的溫度為40℃～80℃；所述加入聚酯二元醇繼續(xù)進(jìn)行加成反應(yīng)的溫度為50℃～50℃。