[发明专利]一种聚氨酯丙烯酸酯齐聚物及其制备方法与应用方法

说明书

本发明公开了一种聚氨酯丙烯酸酯齐聚物，所述聚氨酯丙烯酸酯齐聚物具有式Ⅰ或式Ⅱ所示结构，其中，R₁为多元醇失去羟基上H后的残留基团，R₂为二异氰酸酯类化合物失去两个NCO后的残留基团，R₃为氢或甲基，R₄为N取代乙醇胺或哌啶醇失去H后的残留基团。本发明提供的聚氨酯丙烯酸酯齐聚物在光固化之后，其分子结构、交联密度等网络结构特征可以经过特定的后处理进行改变，从而其热、力学性能也能通过后处理进行调整。本发明同时还提供了一种聚氨酯丙烯酸酯齐聚物的制备方法及应用方法。

技术领域

本发明属于光固化低聚物领域，特别涉及一种聚氨酯丙烯酸酯齐聚物及其制备方法与应用方法。

背景技术

光固化(这里专指自由基引发光固化)是以光为能源，引发具有光反应活性的液态物质快速转变为固态的过程。光固化技术具有高效、适应性广、经济、节能、环保的特点。光固化涂料是光固化技术在工业上大规模成功应用的范例，也是目前光固化产业领域产销最大的产品。另外，光固化技术还应用于油墨、胶黏剂、光刻胶、3D打印等等领域。

光固化体系主要由齐聚物、活性稀释剂和光引发剂组成，其中齐聚物性能决定固化后的性能，如硬度、韧性等。聚氨酯丙烯酸酯是一种重要的光固化齐聚物，是由多异氰酸酯、多醇、羟基官能化的丙烯酸酯等原料反应而成。如公开号为CN105461890A的中国专利文献公开了一种紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法。紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯的包括如下步骤具体如下：将二异氰酸酯与1，4-环己基二甲醇混合，于70～85℃反应得到改性的二异氰酸酯；在改性的二异氰酸酯中加入二元醇，搅拌反应得到第一反应液；在第一反应液中加入多羟基羧酸和催化剂搅拌反应，得到第二反应液；于50～60℃在第二反应液中加入羟基丙烯酸酯和阻聚剂进行封端，升温至70～85℃，加入丙酮，反应2小时，得到第三反应液；于40～50℃在第三反应液中加入三乙胺，反应后，降温，得到紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯。公开号为CN110092885A的中国专利文献公开了一种UV光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂及其制备方法，包括：将聚酯二元醇、二异氰酸酯、催化剂混合在一起，并在65～75℃条件下搅拌反应，直至反应液中异氰酸离子浓度达到所述二异氰酸酯中异氰酸离子初始浓度的50％，从而得到第一反应液；向所述第一反应液中加入阻聚剂和羟基丙烯酸酯，并在65～75℃条件下进行反应，直至反应液中异氰酸离子浓度小于0.05％，制得UV光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂。

从化学结构角度讲，光固化形成的是一个不融化不溶解的三维聚合物网络结构，也被称为热固性聚合物。通常，光固化形成的聚合物由于较高的交联密度，导致其力学性能差，具体表现为质脆、韧性差。

因此，如何提高聚氨酯丙烯酸酯的韧性是一个亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚氨酯丙烯酸酯齐聚物，光固化之后，其分子结构、交联密度等网络结构特征可以经过特定的后处理进行改变，从而其热、力学性能也能通过后处理进行调整。本发明还提供了一种聚氨酯丙烯酸酯齐聚物的制备方法和在制备光固化聚合物上的应用方法。

本发明目的通过如下技术路线实现：

一种聚氨酯丙烯酸酯齐聚物，所述聚氨酯丙烯酸酯齐聚物具有式Ⅰ或式Ⅱ所示结构：

其中，R₁为多元醇失去羟基上H后的残留基团，R₂为二异氰酸酯类化合物失去两个NCO后的残留基团，R₃为氢或甲基，R₄为N取代乙醇胺或哌啶醇失去H后的残留基团。

作为优选，所述多元醇选自聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚丁二烯多元醇、聚烯烃多元醇或聚丙烯酸酯多元醇中的一种或至少两种的组合。

所述R₂选自下述结构：