[發(fā)明專利]一種多官能度生物基聚氨酯丙烯酸酯及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011427175.2
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112358597B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖亞亮;袁騰;黃錦清;楊卓鴻;李小平
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東藍洋科技有限公司;華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08G18/67
• 分類號: C08G18/67;C08G18/36;C09D175/16;C09D11/101;C09D11/102;C09J175/16;B33Y70/00
• 代理公司: 鄭州知勁專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41193
• 代理人: 韓松

本發(fā)明屬于UV固化材料領(lǐng)域，具體涉及一種多官能度生物基聚氨酯丙烯酸酯及其制備方法和應(yīng)用。制備方法包括：分別制備得到油酸丙烯酸酯、蓖麻油酸丙烯酸酯、衣康酸二丙烯酸酯；在15～35℃下，將二異氰酸酯和催化劑的混合物緩慢滴入所制得的油酸丙烯酸酯、蓖麻油酸丙烯酸酯、衣康酸二丙烯酸酯和蓖麻油的混合物中，升溫至50～80℃攪拌反應(yīng)5～8h后，即得到多官能度生物基聚氨酯丙烯酸酯。本發(fā)明一方面將聚氨酯丙烯酸酯的合成步驟由原來的兩步減少為一步反應(yīng)；其二，在聚氨酯丙烯酸酯的主鏈中引入了雙鍵，從而極大程度的提高了其官能度；其三，將生物基的原材料引入了聚氨酯丙烯酸酯中，減小了石化資源的使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于UV固化材料領(lǐng)域，具體涉及一種多官能度生物基聚氨酯丙烯酸酯及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

UV固化聚氨酯丙烯酸酯是一類重要的UV固化材料用原材料，其分子鏈中含有丙烯酸官能團和氨基甲酸酯鍵，固化膜具有聚氨酯的高耐磨性、粘附力、柔韌性、高剝離強度和優(yōu)良的耐低溫性能以及聚丙烯酸酯卓越的光學(xué)性能和耐候性，是一種綜合性能優(yōu)良的輻射固化材料。聚氨酯丙烯酸酯一般采用二異氰酸酯與多元醇通過縮聚反應(yīng)先制備預(yù)聚物，最后采用丙烯酸酯類單體封端制備得到。因此聚氨酯丙烯酸酯分子鏈中含有三種化學(xué)結(jié)構(gòu)的鏈段，即二異氰酸酯形成的氨基甲酸酯嵌段，多元醇形成的主鏈和丙烯酸羥烷酯形成的鏈端。其中主鏈的組成與結(jié)構(gòu)對PUA性能影響最大，其固化特性則取決于位于鏈端的丙烯酸酯。由于氨基甲酸酯的存在，使聚氨酯丙烯酸酯具有優(yōu)異的綜合性能。

根據(jù)丙烯酸酯的官能度的不同，UV固化聚氨酯丙烯酸酯一般分為二官能度、三官能度、六官能度和多官能度等。聚氨酯丙烯酸酯官能度的增加會增加其交聯(lián)密度和固化速率，固化膜的強度和硬度均會增加。傳統(tǒng)聚氨酯丙烯酸酯主鏈一般為直線型結(jié)構(gòu)，具有聚合活性的雙鍵位于預(yù)聚物長鏈的兩端，中間鏈段一般不含有雙鍵，因此其官能度很難獲得極大程度的提高。另外，傳統(tǒng)聚氨酯丙烯酸酯合成過程中所用的多元醇一般為聚醚多元醇和聚酯多元醇兩大類，主要來自于石化資源，如何采用可再生材料制備聚氨酯材料是目前亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種多官能度生物基聚氨酯丙烯酸酯的制備方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種多官能度生物基聚氨酯丙烯酸酯的制備方法，包括如下步驟：

（1）在反應(yīng)釜中加入油酸，攪拌并升溫至55～65℃，加入叔銨鹽催化劑（優(yōu)選N, N-二甲基乙醇胺），然后升溫至75～85℃并滴加含有阻聚劑的甲基丙烯酸縮水甘油酯，反應(yīng)1～2h，再將其升溫至85～95℃反應(yīng)3～5h，得到油酸丙烯酸酯；

優(yōu)選的，所述油酸中羧酸基團與所述甲基丙烯酸縮水甘油酯中環(huán)氧基之間的摩爾比為1：（1～1.05）。

優(yōu)選的，所述叔銨鹽催化劑用量為所述油酸重量的0.1%～3%。

優(yōu)選的，所述阻聚劑的用量為所述甲基丙烯酸縮水甘油酯重量的0.01%～1%。

（2）在反應(yīng)釜中加入蓖麻油酸，攪拌并升溫至55～65℃，加入叔銨鹽催化劑，然后升溫至75～85℃并滴加含有阻聚劑的甲基丙烯酸縮水甘油酯，反應(yīng)1～2h，再將其升溫至85～95℃反應(yīng)3～5h，得到蓖麻油酸丙烯酸酯；

優(yōu)選的，所述蓖麻油酸中羧酸基團與甲基丙烯酸縮水甘油酯中環(huán)氧基之間的摩爾比為1：（1～1.05）。

優(yōu)選的，所述叔銨鹽催化劑用量為所述蓖麻油酸重量的0.1%～3%。

優(yōu)選的，所述阻聚劑的用量為所述甲基丙烯酸縮水甘油酯重量的0.01%～1%。

（3）在反應(yīng)釜中加入衣康酸，攪拌并升溫至55～65℃，加入叔銨鹽催化劑，然后升溫至75～85℃并滴加含有阻聚劑的甲基丙烯酸縮水甘油酯，反應(yīng)1～2h，再將其升溫至85～95℃反應(yīng)3～5h，得到衣康酸二丙烯酸酯；