[发明专利]一种高交联紫外光固化水性聚氨酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种高交联紫外光固化水性聚氨酯的制备方法。

背景技术

人们对环保的意识越来越高，政策导向水性材料的进一步发展。但是，由于水性化过程导致材料的耐化学品性差，机械性能不足等缺点限制了水性材料的进一步应用。高交联是提高水性材料综合性能的途径之一，UV固化得到了人们的认可。但是，目前技术关于UV固化的双键基团都在聚合物链的末端，由于末端效应导致反应效率不高，并且在末端引入双键阻止了聚合物分子量的进一步增长，从而制品的性能不能足够优越。

发明内容

本发明提出一种高交联紫外光固化水性聚氨酯的制备方法，解决现有的水性材料由于UV固化反应效率不高而导致的制品的性能不优越的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种高交联紫外光固化水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：

(1)将30-80重量份大分子二元醇，含20-50重量份双键多异氰酸酯和10-100重量份二异氰酸酯于90-100℃反应2-4小时；

(2)加入5-40重量份小分子扩链剂和3-15重量份亲水扩链剂I以及10-50重量份溶剂和0.1-0.5重量份催化剂，于60-80℃反应4-7小时；

(3)加入50-150重量份溶剂和5-12重量份亲水扩链剂II，于50-60℃反应0.5-1小时；

(4)加入50-100重量份溶剂，高速剪切下加入2.5-12重量份成盐剂，搅拌1-5分钟后加入300-600重量份水高速分散乳化2-5分钟后加入3-5倍水稀释的2-15重量份的后扩链剂，搅拌20-40分钟，然后在真空下脱除溶剂获得水性聚氨酯。

其中，优选地，所述大分子二元醇为聚氧化丙烯二元醇、苯酐聚酯二元醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、聚碳酸酯二元醇、聚己内酯二元醇和聚四氢呋喃二元醇中的一种或几种，所述大分子二元醇的分子量为1000-4000。

其中，优选地，所述双键多异氰酸酯的化学式结构如(I)所示：

(I)

化学式(I)中，R₁结构可为下列结构之一，包括：

化学式(I)中，R₂结构可为下列结构之一，包括：

其中，优选地，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4，4`-二苯基甲烷二异氰酸酯或4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯。

其中，优选地，所述小分子扩链剂为1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、新戊二醇或三甲基戊二醇。

其中，优选地，所述亲水扩链剂I为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸；所述亲水扩链剂II为乙二胺基磺酸钠。

其中，优选地，所述溶剂为丙酮或丁酮。

其中，优选地，所述催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸正丁基锡、有机Bi盐催化剂、有机Zn盐催化剂中的一种或几种。

其中，优选地，所述成盐剂为三乙胺、N,N二甲基乙醇胺、氢氧化钠或氢氧化钾。

其中，优选地，所述后扩链剂为乙二胺或异佛尔酮二胺。

本发明的有益效果：

1.本发明制备高交联紫外光固化水性聚氨酯是选择含双键多异氰酸酯在水性聚氨酯侧链结构上引入双键结构，双键含量可调；相比较双键封端型水性聚氨酯，具有更大的双键含量。

2.本发明制备高交联紫外光固化水性聚氨酯相比较双键封端型水性聚氨酯，具有更高的分子量；

3.经过UV固化后的材料具有高交联密度，分子量高，具备优异的耐化学品性和机械性能。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例的供一种高交联紫外光固化水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：

(1)将50重量份聚氧化丙烯二元醇，含35重量份双键多异氰酸酯和55重量份甲苯二异氰酸酯于90-100℃反应3小时；

(2)加入20重量份1,2-丙二醇和8重量份二羟甲基丙酸以及30重量份丙酮和0.3重量份辛酸亚锡，于60-80℃反应6小时；

(3)加入100重量份丙酮和8重量份乙二胺基磺酸钠，于50-60℃反应0.5小时；