[發明專利]一步法合成的紫外光固化的水溶性聚氨酯丙烯酸酯低聚物及其方法

在審

• 申請號: 201910670151.0
• 申請日: 2019-07-24
• 公開（公告）號: CN110498898A
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 余宗寶;余宗萍;楊鵬飛
• 申請（專利權）人: 浙江瑞通光電材料有限公司
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/67;C08G18/48;C08G18/34;C09D175/16
• 代理公司: 32249 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)
• 代理人: 馮慧<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明涉及一步法快速制備水溶性聚氨酯低聚物的合成方法。具體來說，紫外光固化的水溶性聚氨酯的合成通過幾個部分設計完成：采用雙元異氰酸酯一端與含羥基的多官能團丙烯酸酯反應制成紫外光固化特性部分，另一端與聚醇和羧酸的氨基反應實現水溶性，采用小分子有機胺中和掉羧酸，最后分散到水中。該方法在5小時內完成，可以極大提高水溶性聚氨酯的合成效率，得到的紫外光固化水溶性聚氨酯涂料的成膜性與穩定性都很好。

技術領域

本發明屬于紫外光固化低聚物制備領域，特別涉及一種高效地制備水溶性聚氨酯丙烯酸涂料的紫外光固化聚合物的制備方法。

背景技術

紫外光固化水性涂料是一項將傳統的紫外光固化技術和水性涂料技術相結合的新技術，具有節能環保、對人體健康無影響、安全性好等諸多優點，近十年來得到迅猛發展和廣泛應用，并已成為綠色涂料發展的一個重要方向之一，由于積極響應并符合國家社會環保涂料的發展政策方向，未來將有巨大的應用發展空間。

紫外光固化水性涂料是由水性紫外光預聚物、光引發劑、水和各種添加劑(消泡劑、流平劑及顏填料等)組成。水性紫外光預聚物是水性紫外光固化體系最重要的組成部分，其決定著固化膜的力學性能、物理機械性能、耐磨性，耐化學藥品性及光固化速率等性能。光引發劑是水性紫外光固化體系的主要成分，其在紫外光的照射下，經激發發生化學變化，裂解產生活性中間體(活性自由基或陽離子)，進而引發體系中不飽和雙鍵發生聚合和交聯反應，它對光固化涂料的光固化速度起著決定性作用，在紫外光固化水性涂料中，光引發劑的用量很少，一般在3％～5％左右，最大用量不超過7％～10％。在實際的應用中，其對固化膜的最終性能有一定影響。所以，水性紫外光預聚物及光引發劑一直都是水性紫外光固化體系的研究熱點。

水性紫外光預聚物主要有水性聚氨酯丙烯酸酯、水性環氧丙烯酸酯及水性聚酯丙烯酸酯三類。

發明內容

本發明主要涉及水性聚氨酯丙烯酸酯低聚物，為了響應國家綠色環保涂料發展的呼吁，本發明提出一步法快速制備水溶性聚氨酯的合成方法，本發明有利促進類似涂料開發效率，提高紫外光固化水溶性聚氨酯涂料的生產效率，加快推進市場化開發及優化進程。

本發明的技術方案為：一步法制備的紫外光固化的水溶性聚氨酯低聚物，所述低聚物組成為：

i)雙元異氰酸酯；

ii)含羥基的多官能團丙烯酸酯；

iii)聚醇；

iv)氨基羧酸；

v)小分子有機胺；

按照雙元異氰酸酯與含羥基的多官能團丙烯酸酯、聚醇、氨基羧酸、小分子有機胺摩爾比為1:0.2-1.5:0.3-1.0:0.4-1.2:0.4-1.2的比例備料；所述的含羥基的多官能團丙烯酸酯是指兩官能團以上的丙烯酸酯。

所述的雙元異氰酸酯是指異佛爾酮二異氰酸酯IPDI或甲苯二異氰酸酯TDI中任意一種或多種。

所述的含羥基的多官能團丙烯酸酯是指三羥甲基二丙烯酸酯，季戊四醇三丙烯酸酯中的任意一種或多種。

所述的聚醇是指聚乙二醇或聚丙二醇中任意一種或多種，分子量在500-1200之間；

所述的氨基羧酸是不限于β-氨基丙酸、1-氨基環丙烷羧酸中的任意一種或多種。

所述的小分子有機胺是指二乙胺或三乙胺中的任意一種或多種。

所述的阻聚劑是對羥基苯甲醚，總用量為丙烯酸羥基酯總質量的0.2％。