[发明专利]光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂组合物及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及聚氨酯丙烯酸酯树脂领域，公开了一种光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂组合物及其制备方法与应用。所述组合物包括组合物包括聚氨酯丙烯酸酯树脂和活性稀释剂；所述聚氨酯丙烯酸酯树脂包括由聚合物二元醇提供的软段、由二异氰酸酯提供的第一硬段、由分子量150的二元醇提供的第二硬段和由丙烯酸酯类化合物提供的末端结构单元；所述聚合物二元醇的数均分子量为200‑5000；所述丙烯酸酯类化合物具有式(1)所示的结构，其中，R₁为H或C1‑C10的烷基；R₂为C1‑C4的亚烷基；R₃为H或m为1‑20的整数。该聚氨酯丙烯酸酯树脂组合物的断裂伸长率在200‑300％，拉伸强度在20‑80MPa，100％应变模量在3‑20MPa，可满足不同合成革产品中的应用。

技术领域

本发明涉及聚氨酯丙烯酸酯树脂领域，具体涉及一种光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂组合物及其制备方法与应用。

背景技术

皮革是人类最早的材料之一，随着人类社会的发展，天然皮革供应量与人们日益增长需求量的不平衡现象越来越突出，为解决天然皮革的日益短缺，满足人们对各种服饰面料广泛使用的需要，20世纪30年代，人们开始使用不同的化学原料和方法制造天然皮革代用品的研究。

人造革合成革的应用领域涉及到人们生活的方方面面，有着广阔的需求市场，广泛用于鞋、服装、手袋箱包、沙发家具、体育用品、文具证件、汽车内饰、首饰盒、工艺品包装等，近年来，世界人造革合成革产业中心逐步向我国转移，促使我国人造革合成革行业取得了较快的发展。但是相比于发达国家，仍有不小的差距。从目前我国合成革的生产技术和加工工艺来看，我国合成革行业整体较为落后，具体体现在原材料和能源利的用率不高，生产效率低下，对环境的污染比较严重等。

然而，目前国内聚氨酯合成革的制造主要采用溶剂型聚氨酯，包括溶剂型表皮树脂、溶剂型面层树脂和溶剂型粘接胶，而这些树脂中都含有大量的N,N-二甲基甲酰胺、甲苯和丁酮等有机溶剂，有机溶剂易燃易爆。毒性大、气味大，污染大，又危害劳动者的健康。另外，DMF在合成革中的残留将威胁消费者的健康，同时又限制了产品进入欧美市场。

目前市场上人们所推崇的是水性聚氨酯合成革产品，虽然水性聚氨酯分散介质为水，不使用溶剂，但是后期的干燥、除水需要消耗大量的能量，另外水性聚氨酯合成革产品会污染水质，并不能达到生态革的要求。

光固化技术由于光固化速度快，无溶剂挥发、环保、低能耗等优点，自诞生以来，发展迅速，广泛应用于汽车、电子、航空航天、涂料、胶黏剂等领域，正在逐渐替代传统的热固化技术。但目前国内关于采用光固化技术制备聚氨酯合成革的报道很少。

目前国内聚氨酯合成革的制造主要采用溶剂型聚氨酯，包括溶剂型表皮树脂、溶剂型面层树脂和溶剂型粘接胶，而这些树脂中都含有大量的N,N-二甲基甲酰胺、甲苯和丁酮等有机溶剂，有机溶剂易燃易爆。毒性大、气味大，污染大，又危害劳动者的健康。另外，DMF在合成革中的残留将威胁消费者的健康，同时又限制了产品进入欧美市场。

目前市场上人们所推崇的是水性聚氨酯合成革产品，虽然水性聚氨酯分散介质为水，不使用溶剂，但是后期的干燥、除水需要消耗大量的能量，另外水性聚氨酯合成革产品会污染水质，并不能达到生态革的要求。

紫外光固化技术由于具有环境友好、快速固化、能耗较少、生产效率高和涂料性能良好等优点，在化工、电子产业和交通运输等领域得到了快速发展。聚氨酯丙烯酸酯作为研究较多的UV固化树脂，因其分子结构中含有丙烯酸酯官能团和氨基甲酸酯键，固化后的材料兼具聚氨酯的高柔韧性、耐擦伤性。高撕裂强度和优良的耐低温性能以及聚丙烯酸酯卓越的光学性能和耐候性。尽管聚氨酯丙烯酸酯具有优异的性能，但与聚氨酯弹性体相比，机械性能远不如聚氨酯，它们的拉伸强度、断裂伸长率(低于100％)等机械性能低，而在纺织品、合成革应用中，几乎所有最终用途都需要大于200％的断裂伸长率，这极大的限制了聚氨酯丙烯酸酯的应用。

发明内容