[发明专利]一种聚氨酯丙烯酸酯改性的紫外光固化水性树脂及其制备方法

权利要求书

1.一种聚氨酯丙烯酸酯改性的紫外光固化水性树脂，其特征在于：所述聚氨酯丙烯酸酯改性的紫外光固化水性树脂的结构如式(1)所示：

其中，R1为CH₃、CH₂CH₃、CH₂CH₂OH、CH₂CH₂CH₃或CH₂CH₂CH₂CH₃；

R2为CH₃、CH₂CH₃、CH₂CH₂OH、CH₂CH₂CH₃或CH₂CH₂CH₂CH₃。

2.根据权利要求1所述的聚氨酯丙烯酸酯改性的紫外光固化水性树脂，其特征在于：采用以下步骤制备得到：

步骤S1：合成如式(2)的结构式的丙烯酸环氧单酯链段；

步骤S2：合成如式(3)的结构式的一端有-NCO基团的聚氨酯丙烯酸酯链段；

步骤S3：在反应容器中加入步骤S1合成的丙烯酸环氧单酯链段以及步骤S2合成的聚氨酯丙烯酸酯链段，所述丙烯酸环氧单酯链段和聚氨酯丙烯酸酯链段的加入量满足环氧基团与－NCO基团的摩尔比为1：0.9～1；于60～100℃下反应3～5h，得到聚氨酯丙烯酸酯改性环氧丙烯酸单酯树脂，所述聚氨酯丙烯酸酯改性环氧丙烯酸单酯树脂的结构式如式(4)所示：

步骤S4：在反应容器中加入步骤S3合成的聚氨酯丙烯酸酯改性环氧丙烯酸单酯树脂，并加入相同质量的溶剂，搅拌均匀后，升温至50-90℃，滴加胺，所述胺的加入量满足环氧基团与胺基的摩尔比为1：1，反应2-5h后，冷却，加入与胺基等摩尔的酸，再加入上述树脂总质量1-2倍质量的水，搅拌均匀即得结构式为式(1)的紫外光固化水性树脂。

3.根据权利要求2所述的聚氨酯丙烯酸酯改性的紫外光固化水性树脂，其特征在于，步骤S1中，如式(2)的结构式的丙烯酸环氧单酯链段采用以下步骤合成得到：在反应容器中加入环氧树脂，于70～120℃油浴；然后加入催化剂和对羟基苯甲醚，其中，所述催化剂所占的质量百分比为0.1～1.0％，所述对羟基苯甲醚所占的质量百分比为0.1～0.8％；再加入丙烯酸，所述丙烯酸的加入量满足环氧基团与丙烯酸基团的摩尔比为2：1；通过碱滴定至体系的酸值≤3mgKOH/g，得到式(2)的结构式的丙烯酸环氧单酯链段。

4.根据权利要求3所述的聚氨酯丙烯酸酯改性的紫外光固化水性树脂，其特征在于，步骤S2中，如式(3)的结构式的一端有-NCO基团的聚氨酯丙烯酸酯链段采用以下步骤合成得到：在反应容器中加入二异氰酸酯，加热至50～90℃；将二元醇加入二异氰酸酯中，所述二元醇加入量满足二异氰酸酯与二元醇的摩尔比为2：1；所述二元醇中添加有占二元醇和二异氰酸酯总质量的0.1～0.6％的二丁基二月桂酸锡；在反应体系中加入羟基丙烯酸酯，所述羟基丙烯酸酯的加入量满足羟基丙烯酸酯与二异氰酸酯的摩尔比为0.5～0.55：1，所述羟基丙烯酸酯中添加有对羟基苯甲醚，其中，所述对羟基苯甲醚在当前反应体系中所占的质量百分比为0.1～0.8％；将反应体系升温至70～110℃，反应2～4h，得到式(3)的结构式的一端有-NCO基团的聚氨酯丙烯酸酯链段。

5.根据权利要求4所述的聚氨酯丙烯酸酯改性的紫外光固化水性树脂，其特征在于：所述环氧树脂为双酚A环氧树脂或其同系物、酚醛环氧树脂、双酚F环氧树脂、四溴双酚A环氧树脂、二环氧化聚氧化丙烯、萘系环氧、脂肪族环氧或脂环族环氧中的至少一种。