[发明专利]低Tg聚氨酯丙烯酸酯预聚物的制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种低Tg聚氨酯丙烯酸酯预聚物的制备方法及其应用。本发明以聚异丁烯二醇、脂肪族二异氰酸酯或芳香族二异氰酸酯、丙烯酸羟基酯、阻聚剂、催化剂为原料。经过2步合成，完成一种低Tg聚氨酯丙烯酸酯预聚物的制备。具体制备方法如下：将聚异丁烯二醇、脂肪族二异氰酸酯或芳香族二异氰酸酯、催化剂搅拌混合均匀后，加热反应至NCO％的理论终点后，再加入丙烯酸羟基酯、催化剂﹑阻聚剂搅拌加热反应至NCO％≤0.15％。本发明提供的低Tg聚氨酯丙烯酸酯预聚物，Tg低于‑75℃，具有超好的柔韧性，可用作超柔性耐低温光纤涂料的主体树脂。

技术领域

本发明属高分子合成技术领域，具体地，涉及一种低Tg聚氨酯丙烯酸酯预聚物的制备方法及其应用。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们对环境保护的呼吁越来越强烈，传统的溶剂型涂料会从涂膜中挥发出有机溶剂，不但对人体产生危害，而且对环境造成污染。辐射固化涂料是指能在紫外光(UV)﹑可见光或电子束的作用下，液态的预聚物经交联聚合而形成固态涂膜的涂料。辐射固化技术具有“5E”特点：高效(Efficient)﹑适应性广(Enabling)﹑经济(Economical)﹑节能(Energy Saving)和环境友好(Environmental Friendly)。

其中，紫外光固化(UV)涂料自实现商品化以来，其发展非常迅速，应用领域也从最初的木器涂装发展到纸张﹑塑料﹑玻璃﹑医疗器械﹑光学纤维等工业领域。紫外光固化(UV)涂料因应用领域不同而成分各异，但其基本上都是由预聚物、活性稀释剂、光引发剂以及助剂组成。预聚物的主要类型有不饱和聚酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯，是紫外固化涂料的主体，它的性能基本上决定了涂料的主要性能。

但目前用于紫外光固化(UV)涂料的预聚物Tg相对较高，而使得以其为主体树脂的光纤涂料固化膜的柔韧性、耐低温性能都无法满足添加“特殊环境”使用要求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种低Tg聚氨酯丙烯酸酯预聚物及其应用。

本发明以聚异丁烯二醇为聚氨酯丙烯酸酯的柔性链端，提供了一种低Tg聚氨酯丙烯酸酯预聚物。因聚异丁烯二醇中季碳原子上的两个对称的甲基，使主链内旋转位垒降低，柔韧性升高，因而得到的聚氨酯丙烯酸酯预聚物具有较低的Tg。且以其为主体树脂的光纤涂料固化膜具有较好的柔韧性、优异的耐低温性能。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

第一方面，本发明提供一种低Tg聚氨酯丙烯酸酯预聚物的制备方法，包括如下步骤：

S1、室温下加入聚异丁烯二醇、二异氰酸酯和催化剂，加热搅拌，反应至NCO％达到理论中点，停止反应，得到中间体混合物；

S2、在所述中间体混合物中加入丙烯酸羟基酯、催化剂和阻聚剂，加热搅拌，反应至NCO％≤0.15％，停止反应，得到所述预聚物；

其中，所述聚异丁烯二醇﹑二异氰酸酯﹑丙烯酸羟基酯的投料摩尔比为(1.0～5.0)：(2.0～8.0)：(2.0～8.0)；

步骤S1和S2中，所述催化剂的用量均为所述预聚物总质量的0.01％～0.1％；

所述阻聚剂的用量为所述预聚物总质量的0.1～2％。

优选地，所述聚异丁烯二醇﹑二异氰酸酯﹑丙烯酸羟基酯的投料摩尔比为2:3:2。

优选地，所述中间体混合物与丙烯酸羟基酯按照中间体混合物的NCO与丙烯酸羟基酯的OH摩尔比为(0.8～1.05)：(0.8～1.05)进行投料。更优选地，中间体混合物的NCO与丙烯酸羟基酯的OH摩尔比为1:1。

优选地，所述聚异丁烯二醇的分子量为1000～7000。更优选为2000。