一種端羥基聚丁二烯改性紫外光固化水性聚氨酯的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種端羥基聚丁二烯改性紫外光固化水性聚氨酯的制備方法，屬于光固化涂料領域。
[0002]背景介紹
[0003]紫外光固化涂料是一種新型綠色環保涂料，具有固化快、污染小、高效節能等優點。紫外光固化涂料主要由預聚物、活性單體、光引發劑及助劑組成，其中預聚物構成了固化膜交聯網狀結構的骨架，是產品物理、化學性能的主要決定因素。傳統涂料樹脂一般均需高溫固化(150?200°C)，固化時間長、能耗高且大面積施工不方便，并且其對底層的附著力、耐有機溶劑性、高溫時漆膜的機械強度等性能差。采用異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)、聚碳酸酯二元醇(P⑶L)、端羥基聚丁二烯(HTPB)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)等單體制得的改性紫外光固化水性聚氨酯與傳統聚氨酯相比，具有較高的附著力、耐磨性、耐油性及耐化學品性等，且分子鏈末端具有大量雙鍵，可在室溫下紫外光固化成膜，耐熱、耐候性能良好，在光固化涂料領域有巨大潛力。
【發明內容】
[0004]本發明涉及一種端羥基聚丁二烯改性紫外光固化水性聚氨酯的制備方法，其目的在于提供一種利用異氰酸酯、液體橡膠及丙烯酸單體改性合成的具有適中分子量且優異的化學及力學性能的水性聚氨酯。在該聚合物中，聚合物鏈端具有大量雙鍵結構，這使得所制備的樹脂可在室溫下紫外光固化，從而避免了傳統聚氨酯樹脂需要高溫固化的缺點，且能達到更加優異的性能，如耐熱性、耐候性、力學性能等。
[0005]本發明的技術方案是:
[0006]端羥基聚丁二烯改性紫外光固化水性聚氨酯的制備方法，包括如下步驟:
[0007](1)將所用異氰酸酯、液體橡膠、聚酯多元醇、親水性擴鏈劑、丙烯酸單體進行脫水處理；
[0008](2)以摩爾份數計，將共計0.15份摩爾重量的PCDL單體及Η?ΤΒ單體加入干燥潔凈的四口燒瓶中，加入金屬有機化合物類催化劑，通入氮氣保護，室溫下攪拌均勻；
[0009](3)將上述四口燒瓶置于油浴鍋中，升溫至45°C，利用恒壓滴液漏斗以2s每滴的速度滴加0.3份摩爾重量的IPDI，持續攪拌，反應2.5h;
[0010](4)第一階段反應結束后，向體系中加入0.1125份摩爾重量的二羥甲基丁酸(DMBA)，并升溫至70°C，反應3h ；
[0011](5)第二階段反應結束后，利用恒壓滴液漏斗以2s每滴的速度繼續將0.075?
0.125份摩爾重量的PETA或HEMA滴加至反應體系，保持溫度70°C，反應3.5h，得到設計的端羥基聚丁二烯改性紫外光固化水性聚氨酯預聚物。
【具體實施方式】
[0012]實施例1
[0013]將0.0lg催化劑DBTDL、254.4gPCDL及54.72gHITB加入潔凈的四口燒瓶中，插入氮氣導管、攪拌棒，攪拌5分鐘，將燒瓶置于45°C油浴鍋中，利用恒壓滴液漏斗將66.68gIPDI以2s每滴的速度緩慢加入到四口燒瓶中，持續攪拌反應2.5h;
[0014]將油浴鍋升溫至70°C，將16.67gDMBA平均分三次加入燒瓶，每次間隔15分鐘，持續攪拌反應3h;
[0015]利用恒壓滴液漏斗繼續將33.53gPETA以2s每滴的速度滴加到反應體系中，持續攪拌反應3.5h，得到所設計的端羥基聚丁二烯改性紫外光固化水性聚氨酯，即產物。
[0016]實施例2
[0017]將0.0lg催化劑DBTDL、254.4gPCDL及54.72gHITB加入潔凈的四口燒瓶中，插入氮氣導管、攪拌棒，攪拌5分鐘，將燒瓶置于45°C油浴鍋中，利用恒壓滴液漏斗將66.68gIPDI以2s每滴的速度緩慢加入到四口燒瓶中，持續攪拌反應2.5h;
[0018]將油浴鍋升溫至70°C，將16.67gDMBA平均分三次加入燒瓶，每次間隔15分鐘，持續攪拌反應3h;
[0019]利用恒壓滴液漏斗繼續將14.64gHEMA以2s每滴的速度滴加到反應體系中，持續攪拌反應3.5h，得到所設計的端羥基聚丁二烯改性紫外光固化水性聚氨酯，即產物。
【主權項】
1.一種端羥基聚丁二烯改性紫外光固化水性聚氨酯的制備方法，其特征步驟為: (1)將所用異氰酸酯、液體橡膠、聚酯多元醇、親水性擴鏈劑、丙烯酸單體進行脫水處理； (2)以摩爾份數計，將共計0.15份摩爾重量的PCDL單體及HTPB單體加入干燥潔凈的四口燒瓶中，加入金屬有機化合物類催化劑，通入氮氣保護，室溫下攪拌均勻； (3)將上述四口燒瓶置于油浴鍋中，升溫至45°C，利用恒壓滴液漏斗以2s每滴的速度滴加0.3份摩爾重量的IPDI，持續攪拌，反應2.5h ； (4)第一階段反應結束后，向體系中加入0.1125份摩爾重量的二羥甲基丁酸(DMBA)，并升溫至70°C，反應3h; (5)第二階段反應結束后，利用恒壓滴液漏斗以2s每滴的速度繼續將0.075?0.125份摩爾重量的PETA或HEMA滴加至反應體系，保持溫度70°C，反應3.5h，得到設計的端輕基聚丁二烯改性紫外光固化水性聚氨酯預聚物；2.如權利要求1所述的一種端羥基聚丁二烯改性紫外光固化水性聚氨酯的制備方法，其特征在于:步驟(5)中所述含羥基且含大量雙鍵的功能單體為甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)中的至少一種。
【專利摘要】本發明涉及一種端羥基聚丁二烯改性紫外光固化水性聚氨酯的制備方法，包括如下步驟：在催化劑及45℃加熱攪拌下，將脂肪族二異氰酸酯與聚酯多元醇、端羥基聚丁二烯共同反應2.5h得到產物(A)；升溫至70℃，將同時含有-OH和-COOH基團的單體加入反應體系，與產物(A)反應3h得到產物(B)；保持70℃，繼續將同時含有-OH和-C＝C基團的單體加入反應體系，與產物(B)反應3.5h得到產物(C)，即制得一種端羥基聚丁二烯改性紫外光固化水性聚氨酯。本發明解決了傳統聚氨酯需高溫固化的缺點，所得聚合物鏈端具有大量雙鍵結構，這使得所制備的樹脂可在室溫下紫外光固化，且能達到更加優異的性能，如耐熱性、耐候性、力學性能等。
【IPC分類】C08G18/44, C08G18/69, C08G18/67, C08G18/75, C08G18/34
【公開號】CN105482059
【申請號】CN201510940589
【發明人】姚伯龍, 孫常青, 高旭瑞, 王利魁, 鄭春森, 李洪萍, 趙海平
【申請人】江南大學
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月16日