[发明专利]一种UV固化水性超支化聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种UV固化水性超支化聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法，所述制备方法包括：将二异氰酸酯与二元醇在非质子溶剂中混合，反应得到中间体，加入单氨基多羟基单体，得到“核”；二异氰酸酯与单氨基多羟基单体在非质子溶剂中反应得到AB2单体，将AB2单体与“核”混合反应得到超支化聚氨酯；将超支化聚氨酯加入顺丁烯二酸酐进行端基改性，将含羟基的丙烯酸酯与二异氰酸酯反应生成单体，加入催化剂；然后将该两个反应的产物混合，加入催化剂；最后加入中和剂，反应，分离，干燥得到白色粉末状UV光固化超支化水性聚氨酯丙烯酸酯。本发明的UV光固化超支化水性聚氨酯丙烯酸酯可在水相中分散，UV光照后可快速固化。

技术领域

本发明涉及聚合物材料领域，具体涉及一种UV固化水性超支化聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法。

背景技术

早在1952年，Flory从理论上提出ABn(n2)单体通过自缩聚作用形成高度支化的聚合物，但是在随后的几十年中并没有得到重视。直到上世纪80年代，杜邦公司的Kim等人合成出了一种超支化聚合物，并且申请了第一项关于此方向科学的专利(U.S.Pat.4857630，1987.)，同时在1988年的美国洛杉矶举行的全美化学会议上公布此成果，从此，超支化聚合物进入各国科学家的视野，其特殊的结构和性能使各国学者产生浓厚兴趣，成为研究的热点。

相比于树枝状大分子，超支化聚合物结构并不规整，分子中存在线性结构、支化结构和终端基团，相对分子质量分布较宽，因此，超支化聚合物的概念理解为：结构不完全规整的树枝状大分子，具有良好的流体力学性能，低粘度，容易成膜以及多功能性等。超支化聚合物制备方法简单，不需要进行提纯或只需进行简单提纯，因此具有广阔的应用前景，近些年来备受各国学者的瞩目。

聚氨酯在涂料、胶粘剂、橡胶、塑料、纤维等多种领域有着广泛的应用。超支化聚氨酯的制备方法已有相关报导，但是仍然存在一些不足。中国专利CN1791621(2006)用丙烯酸羟基酯与单氨基二羟基反应，生成AB2或A2B单体，再以这些单体合成超支化聚氨酯，这些树脂不含亲水基团，无法分散到水中，而且硬段含量高，柔韧性差。中国专利CN1996544(2007)以低聚物二元醇反应生成A2型大分子单体，再与bB2型单体合成超支化聚氨酯，从而增加了其中软段的含量，柔韧性增加，但是不能分散在水中。中国专利CN101440150(2009)是以二异氰酸酯与含有羧基的二元醇反应生成亲水性单体A2，再与bB2型单体合成亲水性超支化聚氨酯，但是此类树脂依然柔韧性不良。中国专利CN101445697(2009)用二异氰酸酯、二元醇和羟基二醇反应合成线性聚氨酯预聚体，线性聚氨酯预聚体再与端羟基超支化聚合物反应得到超支化聚氨酯，但是依然不能达到在水中分散的要求。近年来，UV光固化的超支化聚氨酯丙烯酸酯也备受青睐。中国专利CN102030884A(2010)利用二异氰酸酯-甲基丙烯酸羟乙酯单体改性超支化聚酯，制备超支化聚氨酯丙烯酸酯；中国专利CN102234268A(2011)用自制的二异氰酸酯-丙烯酸羟丙酯单体改性以三羟甲基丙烷和邻苯二甲酸酐反应的到的超支化聚酯，制备超支化聚氨酯丙烯酸酯；中国专利CN1382739利用二异氰酸酯和二乙醇胺反应制备超支化聚氨酯，然后用二异氰酸酯-丙烯酸羟乙酯单体对其进行改性，但这些方法制备的超支化聚氨酯丙烯酸酯硬段含量过高，柔韧性差，并且不能在水相中分散。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种UV固化水性超支化聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法，具体来说提供一种制备出同时含有烷基链软段、氨基甲酸酯键、丙烯酸双键和亲水基团羧酸盐的超支化聚氨酯丙烯酸酯，其可在水相中分散，UV光照后可快速固化。适宜单独或与其它UV光固化树脂配合，可应用于具有良好的水分散性和耐水性的低粘度快速光固化涂料、胶粘剂、助剂等领域，以满足人们对于环保节能的要求。

本发明提供的UV固化水性超支化聚氨酯丙烯酸酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：