[发明专利]一种氨酯链杆型高耐候端基多烯键光固化预聚物的制备方法

说明书

技术领域

一种氨酯链杆型高耐候端基多烯键光固化预聚物的制备方法，属于紫外光 固化树脂技术领域。

背景技术

随着全世界对环境保护的日益重视和绿色科技的蓬勃发展，紫外光固化技 术因具有固化速度快、涂膜性能好、绿色环保等特点而越来越受到重视，在国 民经济许多部门的应用越来越广泛，增长速度很快。近年来中国在紫外光固化 材料和技术设备的研制、生产方面取得了可喜的进步，在预聚体、活性稀释剂、 光引发剂的品种和紫外光源的开发和生产等方面，已达到国际先进水平。

现有的紫外光固化的树脂主要包括环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯 丙烯酸酯等，它们都有一定的缺点。如双酚A环氧丙烯酸酯树脂反应活性大， 但脆性大，耐候性差；而大多数聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯都是双官能度 的物质，又存在光固化活性小的问题。聚氨酯丙烯酸酯也多以TDI作为原料， 耐候性不好。新出现的光固化超支化预聚物具有光固化活性高、体系粘度低、 产品硬度大等优点，但其缺点就是不能兼顾高硬度和高韧性，附着力不理想， 使其使用范围受到限制。

发明内容

本发明的目的是协同利用超支化紫外光固化树脂高反应活性及聚醚型聚氨 酯韧性好、附着力佳的特点，解决现阶段超支化紫外光固化树脂韧性低、制备 方法复杂、反应过程的较难控制的缺点，提高光固化树脂的综合性能。

本发明的树脂结构设计及合成思路为：(1)合成或筛选一种具有多个不同 种类的官能团的物质，该物质含有多个羧基和一个羟基；将这种多官能团物质 和一种既含有环氧基又含有双键的物质反应，就会形成一种含羟基及多个双键 的物质；(2)将这种含物质单羟基官能团与脂肪族聚氨酯预聚物两端的异氰酸 酯基官能团反应，就会得到一种以柔性聚氨酯链为“杆”的、耐候性良好的、 两端含有多个双键的紫外光固化树脂。(3)可针对不同产品的性能要求，具体 设计分子链头部的不饱和双键的数目、柔性杆的长度等，以随意调控产品的性 能。

本发明的技术方案：一种氨酯链杆型高耐候端基多烯键光固化预聚物的制 备方法，步骤为：

(1)含羟基的多元酸的制备或筛选：

制备出一种含有羟基的多元酸均苯四甲酸单羟丙酯，记为多元酸A，这种 多元酸是均苯四甲酸和缩水甘油在摩尔配比为1∶1的比例反应得到的产物；或 从已经有工业化生产的产品中进行筛选，选择柠檬酸；

(2)含单羟基及多双键的反应中间体的制备：

在四颈烧瓶中加入既含环氧基又含双键的物质甲基丙烯酸缩水甘油酯或丙 烯酸六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯，用量为50-70g，加入步骤(1)制备出的含 羟基的多元酸A或柠檬酸，用量为20-32g，分批加入，第一次加料量控制在多 元酸A或柠檬酸用量的20％；加入催化剂三乙胺、三苯基磷、N，N-二甲基苄胺 中的一种或几种的混合物，加入量为甲基丙烯酸缩水甘油酯或丙烯酸六氢邻苯 二甲酸二缩水甘油酯的质量的0.3％-0.8％；加入阻聚剂对苯二酚、4-甲氧基酚中 的一种，加入量为甲基丙烯酸缩水甘油酯或丙烯酸六氢邻苯二甲酸二缩水甘油 酯的质量的0.3％-0.5％；反应过程中通入N₂，加入甲苯、二甲苯、环己烷，N，N- 二甲基甲酰胺、二甲亚砜、正己烷中的一种或几种，加入量为甲基丙烯酸缩水 甘油酯或丙烯酸六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯的质量的20％-40％，在搅拌下反 应，反应温度控制在80-90℃；每隔30min加入多元酸A或柠檬酸用量的20％， 直到加完，保温90℃反应，测定反应体系的酸值达到3mgKOH/g时，停止反应， 将所得产物记为中间体B，避光保存，留待下一步反应使用；

(3)端异氰酸酯的氨酯链预聚物的制备：

将聚醚多元醇一边加热，一边抽真空，温度为80℃，真空度为0.01MPa， 去除里面含有的水分，抽真空除水的时间为4h；抽真空除水结束以后，加入分 子筛，保持聚醚多元醇的无水状态，并密封，备用；