[發明專利]一種光固化水性聚氨酯丙烯酸酯樹脂及其制備方法

在審

• 申請號: 202011347801.7
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112480368A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 吳壽華
• 申請（專利權）人: 瑞普環保新材料（廣州）有限公司
• 主分類號: C08G18/81
• 分類號: C08G18/81;C08G18/68;C08G63/91;C09D175/14
• 代理公司: 廣東有知貓知識產權代理有限公司 44681
• 代理人: 吳國文

本發明涉及化工領域，具體關于一種光固化水性聚氨酯丙烯酸酯樹脂及其制備方法；本發明制備了一種羧基化的超支化聚酯，然后與制備的一種丙烯酸接枝的異氰酸酯反應，并用三乙胺成鹽后得到的水性超支化的聚氨酯丙烯酸乳液，經過紫外光固化后即可固化膜；本發明的水性超支化的聚氨酯丙烯酸乳液具有優異的穩定性和超高的固含量(65％左右)，可以在固化過程中最大限度的節省能耗，縮短工期；本發明的超支化的聚氨酯丙烯酸乳液具有較高的雙鍵含量，紫外固化形成的膜具有較高的交聯密度和優異的力學性能，其獨特的樹形多分枝三維球形結構使得其比線型聚合物有著更加優異的綜合性能和更加廣泛的用途。

技術領域

本發明涉及化工領域，尤其是一種光固化水性聚氨酯丙烯酸酯樹脂及其制備方法。

背景技術

在涂料行業中，聚氨酯應用廣泛，是增長速度最快的涂料品種之一。甚至有人認為，它在行業中所占的比例和增長速度象征著一個國家涂料工業的發展水平。然而，大多數傳統溶劑型PU涂料中含有大量的有機溶劑和一定量的游離異氰酸醋，在使用過程中大量揮發，損害人們的健康，同時也嚴重的污染了環境。

CN109280473A公開了一種水性聚氨酯涂料，由水性聚氨酯樹脂、銀納米膠體粒子、助劑組成。具體采用SMA為聚合物基質，加入AgNO3，借助紫外光還原納米銀，通過SMA 酸酐酐環上羰基和銀之間的絡合作用，從而將具有抑菌性能的納米銀穩定地負載在SMA膠體粒子上，進一步將得到的銀納米膠體粒子加入到水性聚氨酯涂料體系中，可替代水性聚氨酯涂料中傳統使用的異噻唑啉酮等殺菌劑。

CN107841875A涉及一種水性聚氨酯漿料，包括以下質量份數的各組分：12-20份水性聚氨酯、30-40份淀粉、40-60份水，所述水性聚氨酯是由甲苯二異氰酸酯、聚丙二元醇和二羥甲基丙酸組成的混合物，所述甲苯二異氰酸酯、聚丙二元醇和二羥甲基丙酸的質量比為 10：3：3。該水性聚氨酯漿料易于退漿，生物降解速度快且沒有環境污染。

CN103613921A公開了一種水性聚氨酯，所述聚氨酯的原料由聚醚型聚氨酯預聚物、鄰苯二甲酸二丁酯、碳酸鈣、碳酸鈣鎂、1,4丁二醇和1-羥基-環己基-苯基甲酮組份組成。該發明的一種水性聚氨酯，配方合理，具有良好的耐水性和耐候性，能夠在外界環境中長期使用而不發生粘結性能下，且成本低，適應范圍廣。

水性聚氨酯丙烯酸樹脂因其綜合性能較優，在UV固化水性體系中應用的最多。長久以來，對于水性聚氨酯丙烯酸樹脂體系，高的固含量及低的體系粘度一直是研究者所追求的目標，特別是當其應用于UV固化體系之后，這種目標的追求更為迫切。高的固含量意味著體系中水用量的減少，即能耗的降低；然而，目前市面上大多數水性聚氨酯體系固含均在40％以下，對能源存在極大的浪費，對性能也有不小的損失。另外，UV固化體系普遍存在的雙鍵含量不高，膜交聯度不夠，力學性能、耐熱性不好的等問題也成為廣大研究者攻克的難題。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種光固化水性聚氨酯丙烯酸酯樹脂及其制備方法。

一種光固化水性聚氨酯丙烯酸酯樹脂及其制備方法，其具體方案如下：

按照質量份數，將10.2-18.4份的二茂鐵改性基多異氰酸酯和0.1-0.4份的有機錫催化劑加入到反應釜中，控溫20-35℃，攪拌混合均勻后將5.3-6.8份的丙烯酸乙二醇酯在10-60min 內緩慢的加入到反應釜中，升溫到30-50℃，攪拌反應120-180min，得到丙烯酸接枝的異氰酸酯；然后將得到的丙烯酸接枝的異氰酸酯緩慢的加入到58-82份的羧基化改性超支化聚酯中，在10-20min內加完，然后在加入0.05-0.15份的有機錫催化劑，控溫65-85℃，攪拌反應3-8h，完成后降溫到40-55℃，加入2.4-3.5份的三乙胺，繼續攪拌反應30-60min，在劇烈攪拌下加入40-60份的去離子水，繼續攪拌60-180min，即可得到所述的一種光固化水性聚氨酯丙烯酸酯樹脂。

所述的羧基化改性超支化聚酯的制備方法如下：