專利名稱：一種電子束固化高硬度聚氨酯的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種聚氨酯的制備方法，特別涉及一種電子束固化高硬度聚氨酯的制備方法，屬于高分子材料技術領域。
背景技術：
近年來，電子束固化涂料發展迅速，應用的行業和領域不斷擴大。電子束固化涂料是指在電子束的輻射作用下，涂料配方體系中的液態低聚物(包括活性稀釋劑單體分子)經過交聯聚合快速形成固態產物的過程。電子束固化涂料配方體系通常包括樹脂預聚物、活性稀釋劑單體分子及各種助劑。樹脂預聚物的性質決定涂料固化后膜的物理特性，常用的樹脂預聚物有聚氨酯樹脂、環氧樹脂、聚酯樹脂等。當樹脂預聚物固化后的物理特性不能滿足要求時，可通過添加活性稀釋劑單體分子來改善物理特性，從而滿足要求。活性稀釋劑單體分子是低分子量的化學物質，它們的揮發不僅造成環境的污染，還對皮膚有強烈的刺激性，這限制了它們的應用。本發明旨在解決上述問題，而提供一種高硬度的聚氨酯樹脂及其制備方法。由本發明制備得到的聚氨酯樹脂經電子束固化后形成的固化膜硬度高，降低了活性稀釋劑單體分子的用量。
發明內容
本發明提供一種電子束固化高硬度聚氨酯的制備方法，該方法的特征是 首先在干燥的反應釜中加入1.0摩爾的六亞甲基二異氰酸酯三聚體和0. 0010-0. 0015
摩爾的催化劑及0. 0050-0. 010摩爾阻聚劑，室溫攪拌一定時間，使各種原料充分混合。 將2.0摩爾的羥基丙烯酸酯加入上述混合物中，控制加料速度使反應釜內溫度控制在 45-50°C。加料完畢后，反應4-5小時，停止反應，得聚氨酯半加成反應物；然后在另一部干燥的反應釜中加入1. 0摩爾的羥基離子擴鏈劑和0. 0010-0. 0015摩爾的催化劑及 0. 0050-0. 010摩爾阻聚劑，室溫攪拌一定時間，使各種原料充分混合。將1. 0摩爾的聚氨酯半加成反應物加入反應釜中，控制加料速度使反應釜內溫度控制在45-50°C。加料完畢后，升高反應釜溫度至50-60°C，反應M46小時。向反應釜中加入0. 10-0. 15摩爾的正丁醇，反應0. 5小時后，停止反應。將反應釜溫度降至室溫后出料，即得高硬度聚氨酯預聚物產物。在上述制備方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。進一步，所述的六亞甲基二異氰酸酯三聚體與羥基丙烯酸酯的摩爾比=1 :2。進一步，所述的羥基丙烯酸酯包括丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯、丙烯酸羥丙酯中的一種或幾種，優選丙烯酸羥乙酯和甲基丙烯酸羥乙酯。進一步，所述的羥基離子擴鏈劑為根據公開的文獻資料自制，結構式為
權利要求
1.一種電子束固化高硬度聚氨酯的制備方法，所述的制備方法包括首先采用異氰酸酯三聚體、羥基丙烯酸酯等原料制備聚氨酯半加成反應物；然后通過使半加成反應物與羥基離子擴鏈劑進一步反應，從而制備高硬度的聚氨酯預聚物。
2.根據權力要求1所述的采用異氰酸酯三聚體、羥基丙烯酸酯等原料制備聚氨酯半加成反應物，其特征在于，所述的異氰酸酯三聚體為六亞甲基二異氰酸酯三聚體。
3.根據權力要求1所述的采用異氰酸酯三聚體、羥基丙烯酸酯等原料制備聚氨酯半加成反應物，其特征在于，所述的羥基丙烯酸酯包括丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯、丙烯酸羥丙酯中的一種或幾種。
4.根據權力要求1所述的采用異氰酸酯三聚體、羥基丙烯酸酯等原料制備聚氨酯半加成反應物，其特征在于，所述的制備過程為在干燥的反應釜中加入1.0摩爾的六亞甲基二異氰酸酯三聚體和0. 0010-0. 0015摩爾的催化劑及0. 0050-0. 010摩爾阻聚劑，室溫攪拌一定時間，使各種原料充分混合，將2. 0摩爾的羥基丙烯酸酯加入上述混合物中，控制加料速度使反應釜內溫度控制在45-50°C，加料完畢后，反應4-5小時，停止反應，得聚氨酯半加成反應物。
5.根據權力要求4所述的制備過程，其特征在于，所述的六亞甲基二異氰酸酯三聚體與羥基丙烯酸酯的摩爾比=1 :2。
6.根據權力要求1所述的通過使半加成反應物與羥基離子擴鏈劑進一步反應，從而制備高硬度聚氨酯預聚物，其特征在于，所述的羥基離子擴鏈劑為根據公開報道的文獻資料自制的，公開報道的文獻資料為代闖，張晟卯等.，羥基功能化離子液體中Pd納米微粒制備與結構表征，無機化學學報，2007，23(9) 1653-1656。
7.根據權力要求1所述的通過使半加成反應物與羥基離子擴鏈劑進一步反應，從而制備高硬度聚氨酯預聚物，其特征在于，所述的制備過程為在干燥的反應釜中加入1.0摩爾的羥基離子擴鏈劑和0. 0010-0. 0015摩爾的催化劑及0. 0050-0. 010摩爾阻聚劑，室溫攪拌一定時間，使各種原料充分混合，將1. 0摩爾聚氨酯半加成反應物加入反應釜中，控制加料速度使反應釜內溫度控制在45-50°C，加料完畢后，升高反應釜溫度至50-60°C，反應M-26 小時，向反應釜中加入0. 10-0. 15摩爾的正丁醇，反應0. 50小時后，停止反應，將反應釜溫度降至室溫后出料，即得高硬度聚氨酯預聚物產物。
8.根據權力要求7所述的制備過程，其特征在于，所述的聚氨酯半加成反應物與羥基離子擴鏈劑的摩爾比=1 :1。
9.根據權力要求7所述的制備過程，其特征在于，所述的聚氨酯半加成反應物與正丁醇的摩爾比=1 0. 10-0. 15。
10.根據權力要求4及權力要求7所述的制備過程，其特征在于，所述的催化劑包括辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫、二丁基二氯化錫中的一種或幾種。
11.根據權力要求4及權力要求7所述的制備過程，其特征在于，所述的阻聚劑包括對苯二酚、4-甲氧基酚中的一種或兩種。
全文摘要
本發明涉及一種電子束固化高硬度聚氨酯的制備方法。所述的制備方法包括首先采用異氰酸酯三聚體、羥基丙烯酸酯等原料制備聚氨酯半加成反應物；然后通過使半加成反應物與羥基離子擴鏈劑進一步反應，從而制備高硬度的聚氨酯預聚物。基于本發明方法制備的聚氨酯預聚物，用于電子束固化涂料中，可降低活性稀釋劑的用量，增強固化后膜的硬度。
文檔編號C08G18/67GK102558499SQ20111045081
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者宋琤, 徐海濤 申請人:南昌航空大學