[发明专利]一种水性紫外光固化聚氨酯树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于涂料的技术领域，具体的说，是一种水性紫外光固化聚氨酯树脂及其制备方法。

背景技术

紫外光(UV)固化涂料与传统涂料相比最大优点是固化速度快、涂膜质量高、环境污染少、能量消耗低，是涂料向环保型发展的重要方向。

20世纪60年代拜耳公司退出了商品化产品不饱和聚氨酯树脂与安息香醚体系的紫外光固化涂料“芬吉斯达尔-UV-10”，适于木器表面涂装；之后，美国Sun化学公司、Immont公司开发了丙烯酸系列光固化涂料；20世纪90年代开始，由于电子、装潢及印刷包装等行业巨大需求，UV固化涂料得以迅速发展。

溶剂型紫外光固化涂料由于其所用的主要组份预聚物一般均具有较高的粘度，所以在使用过程中必须加入单体(活性稀释剂)，以调节其粘度和流变性。这些稀释剂除具有一定的挥发性外，还会对人体产生一定的危害。特别是目前常用的丙烯酸酯类活性稀释剂对眼睛和粘膜有较强的刺激作用，皮肤接触也易导致过敏。人们越来越关注无污染、环境友好的涂料，对相关涂料的研究和开发逐步增多。

紫外光固化的水性聚氨酯涂料以水为分散介质，无毒无味、不污染环境、对人体无害等，成为紫外光固化涂料发展的新热点。

目前制备的水性紫外光固化聚氨酯树脂的方法通常是在分子链中引入亲水性扩链剂，例如二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸，添加量在2％～20％，加入量偏少时，所得聚氨酯不容易分散于水中，储存稳定性差；加入量大时所得聚氨酯分散体的耐水性差。例如中国专利公开号CN1844182A(中国专利号ZL200610038981)，中国专利公开号CN 200910017333等。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种水性紫外光固化聚氨酯树脂及其制备方法，以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。本发明可作为高档家具用水性木器漆。在聚氨酯分子链中引入均苯四甲酸酐或萘四甲酸酐，经过醇解后，使得聚氨酯分子链含有羧基，中和成盐后可分散于水中。由于可引入双羧基及苯环的空间位阻效应，在低的添加量(1-5％)情况下，产物仍具有很好的储存稳定性。

本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

本发明的第一方面，一种水性紫外光固化聚氨酯树脂，其特征在于，所述树脂包含如下重量百分比的组分：

组分                                        配比％

二异氰酸酯                                  6-20；

大分子多元醇                                8-24；

小分子扩链剂                                1-5；

酸酐                                        1-5；

多官能团单体                                1-5；

中和剂                                      1-4；

催化剂                                      0.01-0.1；

阻聚剂                                      0.01-0.1；

溶剂                                        5-15；

后扩链剂                                    0.5-2；

去离子水                                    50-60。

其中，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、环己基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯的任意一种及其任意组合。优选异佛尔酮二异氰酸酯。

其中，所述大分子多元醇为聚醚多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚四氢呋喃多元醇的任意一种。优选分子量为1000-2000之间的多元醇。

其中，所述小分子扩链剂为分子量在400以下的二元醇、三元醇、四元醇，或其混合物。例如乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、一缩二乙二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇的任意一种及其任意组合。优选为1，4-丁二醇、一缩二乙二醇、1，6-己二醇。