[发明专利]光聚合聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于感光高分子材料技术领域，具体涉及一种光聚合聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法。

背景技术

紫外光固化涂料与传统涂料相比,不含任何有机溶剂或惰性稀释剂,固化时不需加热,具有对环境污染少、能耗低、效率高、收缩率小、化学稳定性好、适用性好等特点。近年来,紫外光固化涂料广泛应用于木材、玻璃与珠宝业、玻璃家具、医疗、电子、电器、光电子、光学仪器、汽车制造等领域。尤其像玻璃元件以及玻璃家具等对紫外光固化涂料的附着力、硬度、涂膜的整体性能提出了更高要求。附着力除了受基材表面润湿情况和表面粗糙度的影响外,涂料黏度和内应力对附着力也有影响。由于玻璃表面非常光滑,很难在其表面附着。

本发明主要通过分子设计合成出同时具有感光速度快和在玻璃、聚酯、金属尤其是PET上有很好附着力光聚合聚氨酯丙烯酸酯。

发明内容

本发明的目的在于解决感光速度快和在玻璃、PET上有很好附着力的光聚合聚氨酯丙烯酸酯；本发明公开的光聚合聚氨酯丙烯酸酯可用于光固化涂料、油墨、胶粘剂等各种光固化领域中。

本发明提供一种光聚合聚氨酯丙烯酸酯，其结构如下通式（I）所示：

式(I) 中，n=1～35；R₁ 表示甲基或氢；R表示

R₂表示。

所述光聚合聚氨酯丙烯酸酯的制备方法，包括如下步骤：

（1）将二异氰酸酯R(NCO)₂，阻聚剂及催化剂加入反应釜中，搅拌升温至30～60℃，然后将β-羟基化合物滴加到反应釜中，其中-NCO与-OH的摩尔比为2:1，滴加完成后保温30～120分钟，通过二正丁胺法确定该步反应终点，当-NCO达到理论值后，降温至室温，反应生成中间产物A；所述阻聚剂的添加量为β-羟基化合物与二异氰酸酯的总质量的0.01～0.1%，其中优选0.05～0.1%；所述催化剂的添加量为β-羟基化合物、二异氰酸酯与阻聚剂总质量的0.1～0.6%；

（2）将步骤（1）得到的中间产物A加入反应釜中，升温至40~80℃，然后将含羟基环碳酸酯滴入反应釜中或者将含羟基环碳酸酯加入反应釜中，升温至40~80℃，然后将中间产物A滴入反应釜中，其中-NCO与-OH的摩尔比为1:1；滴加完成后升温至60～100℃保温30～90分钟，通过二正丁胺法确定该步反应终点，当-NCO达到零值后，降温至室温，得到光聚合聚氨酯丙烯酸酯。

所述光聚合聚氨酯丙烯酸酯可应用于光固化涂料、油墨或胶粘剂光固化技术。

步骤（1）中所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、二苯基亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。

步骤（1）中所述β-羟基化合物为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、聚乙二醇丙烯酸酯或聚乙二醇甲基丙烯酸酯。

步骤（1）中所述阻聚剂为对苯二酚、对羟基苯甲醚、对苯醌、2-叔丁基对苯二酚、2,5-二叔丁基对苯二酚、硝基苯或1,1-二苯基-2-三硝基苯肼；阻聚剂优选对羟基苯甲醚、对苯二酚或2-叔丁基对苯二酚。

步骤(1)所述催化剂为对甲苯磺酸、草酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、单丁基锡、单丁基二羟基氯化锡或强酸性离子交换树脂；催化剂优选为草酸亚锡或二月桂酸二丁基锡。

步骤（2）中所述含羟基环碳酸酯为5-羟基-1,3-二氧六环-2-酮或5-羟甲基-5乙基-1,3二氧六环-2-酮。

与现有技术相比较，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的光聚合聚氨酯丙烯酸酯光聚合反应活性高，可以增加固化涂层在玻璃、PET等基材上的附着力，应用性能优异，明显优于现有的同类产品同时制备方法具有转化率高、反应条件温和等优势。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。

实施例1

（1）、向3L玻璃反应瓶中加入异佛尔酮二异氰酸酯222g、二月桂酸二丁基锡1.69g和对羟基苯甲醚0.169g，开启搅拌，水浴控温，称量丙烯酸羟乙酯116g置于恒压滴液漏斗中开始滴加，控制滴加速度，反应温度在30℃，滴加完成后保温120分钟，滴定-NCO值，达到理论值反应结束，反应生成中间产物A待用；