[發明專利]一種低吸水率的自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯固化膜及其制備方法與應用

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• 申請號: 202010521215.3
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111848914A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 李文波;周興;洪誠琪;杜蕭蕭
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08G18/75
• 分類號: C08G18/75;C08G18/66;C08G18/65;C08G18/42;C08G18/34;C08G18/61;C08G18/67;C08G18/12;C09D175/16
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 劉瑜

本發明公開了一種低吸水率的自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯固化膜及其制備方法與應用。該方法包括如下步驟：(1)以脂環族二異氰酸酯、低聚物聚酯二元醇和端羥基聚二甲基硅氧烷為主要聚合單體，得到異氰酸根基團封端的預聚物I；然后加入封端劑和阻聚劑進行反應，得到預聚體II；最后將預聚體II經過中和、乳化得到自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯乳液；(2)向聚氨酯丙烯酸酯乳液中加入光引發劑，去除水分，紫外光照射，得到低吸水率的自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯固化膜。本發明是在分子結構中引入疏水性的端羥基聚二甲基硅氧烷降低涂膜的吸水率，并通過光固化形成的交聯網絡進一步降低涂膜的吸水率，以提高對基材的保護作用。

技術領域

本發明屬于光固化水性涂料技術領域，特別是涉及一種低吸水率的自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯固化膜及其制備方法與應用。

背景技術

近年來，隨著人們審美觀念的逐步改變，觀感舒適、色澤柔和且手感極佳的消光涂料越來越受到市場的歡迎。目前市面上制備消光涂料最常用的方法就是向基體樹脂中添加外加消光劑，然而外加消光劑與基體樹脂之間的相容性較差，容易發生團聚而造成乳液穩定性下降、涂膜表層變脆以及附著力降低等問題。

自消光涂料是一種無需外加消光劑即可實現良好消光效果的涂料，一般通過大粒徑的水性樹脂在成膜后涂膜保有的粒子痕跡來形成粗糙表面從而達到消光的效果。中國發明專利2017102608655公開了一種超低光澤度自消光水性聚氨酯樹脂及其制備方法和應用，采用了適當的原料配比及工藝條件制備了平均粒徑在600～4000nm范圍內的自消光水性聚氨酯乳液。上述專利公開的自消光水性聚氨酯涂料的預聚物在合成過程中引入了親水基團，在乳液成膜之后會不可避免的導致涂膜的耐水性能下降，涂膜吸水率偏高，基本都在10％以上。在水的作用下，涂膜會發生軟化、起泡甚至破裂等現象，對基材的保護性能下降。因此，尋找一種低吸水率的自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯具有重要的意義和極其廣闊的應用前景。

發明內容

本發明的首要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種低吸水率的自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯固化膜的制備方法。

本發明的另一目的在于提供所述方法制備得到的低吸水率的自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯固化膜。

本發明的再一目的在于提供所述低吸水率的自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯固化膜的應用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種低吸水率的自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯固化膜的制備方法，包括如下步驟：

(1)將低聚物聚酯二元醇、端羥基聚二甲基硅氧烷和催化劑混合均勻后，在保護性氣體氛圍下滴加脂環族二異氰酸酯，于50～80℃(優選為60℃)條件下攪拌反應1～3小時(優選為1小時)，然后加入羧酸型親水擴鏈劑，于60～90℃(優選為85℃)條件下繼續反應1～3小時(優選為2小時)，得到預聚體I；再加入封端劑和阻聚劑，于60～90℃(優選為70℃)下反應4～8小時(優選為6小時)，得到預聚體II；最后將預聚體II降溫到40～60℃(優選為55℃)，加入中和劑，攪拌均勻后加入水繼續攪拌20～40分鐘(優選為30分鐘)，得到自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯乳液；

(2)向步驟(1)中得到的自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯乳液中加入光引發劑，然后涂覆在玻璃板上，室溫下干燥后用紫外光照射20～100秒(優選為50秒)，得到低吸水率的自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯固化膜。

步驟(1)中所述的低聚物聚酯二元醇為聚己二酸丁二醇酯二醇；優選為分子量500～3000的聚己二酸丁二醇酯二醇；更優選為分子量1000酸丁二醇酯二醇。

步驟(1)中所述的端羥基聚二甲基硅氧烷為分子量1000～5000的端羥基聚二甲基硅氧烷；優選為分子量3000的端羥基聚二甲基硅氧烷。

步驟(1)中所述的催化劑優選為二月桂酸二丁基錫。