[发明专利]一种光固化水性聚氨酯丙烯酸酯树脂及其制备方法

说明书

本发明涉及化工领域，具体关于一种光固化水性聚氨酯丙烯酸酯树脂及其制备方法；本发明制备了一种羧基化的超支化聚酯，然后与制备的一种丙烯酸接枝的异氰酸酯反应，并用三乙胺成盐后得到的水性超支化的聚氨酯丙烯酸乳液，经过紫外光固化后即可固化膜；本发明的水性超支化的聚氨酯丙烯酸乳液具有优异的稳定性和超高的固含量(65％左右)，可以在固化过程中最大限度的节省能耗，缩短工期；本发明的超支化的聚氨酯丙烯酸乳液具有较高的双键含量，紫外固化形成的膜具有较高的交联密度和优异的力学性能，其独特的树形多分枝三维球形结构使得其比线型聚合物有着更加优异的综合性能和更加广泛的用途。

技术领域

本发明涉及化工领域，尤其是一种光固化水性聚氨酯丙烯酸酯树脂及其制备方法。

背景技术

在涂料行业中，聚氨酯应用广泛，是增长速度最快的涂料品种之一。甚至有人认为，它在行业中所占的比例和增长速度象征着一个国家涂料工业的发展水平。然而，大多数传统溶剂型PU涂料中含有大量的有机溶剂和一定量的游离异氰酸醋，在使用过程中大量挥发，损害人们的健康，同时也严重的污染了环境。

CN109280473A公开了一种水性聚氨酯涂料，由水性聚氨酯树脂、银纳米胶体粒子、助剂组成。具体采用SMA为聚合物基质，加入AgNO3，借助紫外光还原纳米银，通过SMA 酸酐酐环上羰基和银之间的络合作用，从而将具有抑菌性能的纳米银稳定地负载在SMA胶体粒子上，进一步将得到的银纳米胶体粒子加入到水性聚氨酯涂料体系中，可替代水性聚氨酯涂料中传统使用的异噻唑啉酮等杀菌剂。

CN107841875A涉及一种水性聚氨酯浆料，包括以下质量份数的各组分：12-20份水性聚氨酯、30-40份淀粉、40-60份水，所述水性聚氨酯是由甲苯二异氰酸酯、聚丙二元醇和二羟甲基丙酸组成的混合物，所述甲苯二异氰酸酯、聚丙二元醇和二羟甲基丙酸的质量比为 10：3：3。该水性聚氨酯浆料易于退浆，生物降解速度快且没有环境污染。

CN103613921A公开了一种水性聚氨酯，所述聚氨酯的原料由聚醚型聚氨酯预聚物、邻苯二甲酸二丁酯、碳酸钙、碳酸钙镁、1,4丁二醇和1-羟基-环己基-苯基甲酮组份组成。该发明的一种水性聚氨酯，配方合理，具有良好的耐水性和耐候性，能够在外界环境中长期使用而不发生粘结性能下，且成本低，适应范围广。

水性聚氨酯丙烯酸树脂因其综合性能较优，在UV固化水性体系中应用的最多。长久以来，对于水性聚氨酯丙烯酸树脂体系，高的固含量及低的体系粘度一直是研究者所追求的目标，特别是当其应用于UV固化体系之后，这种目标的追求更为迫切。高的固含量意味着体系中水用量的减少，即能耗的降低；然而，目前市面上大多数水性聚氨酯体系固含均在40％以下，对能源存在极大的浪费，对性能也有不小的损失。另外，UV固化体系普遍存在的双键含量不高，膜交联度不够，力学性能、耐热性不好的等问题也成为广大研究者攻克的难题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种光固化水性聚氨酯丙烯酸酯树脂及其制备方法。

一种光固化水性聚氨酯丙烯酸酯树脂及其制备方法，其具体方案如下：

按照质量份数，将10.2-18.4份的二茂铁改性基多异氰酸酯和0.1-0.4份的有机锡催化剂加入到反应釜中，控温20-35℃，搅拌混合均匀后将5.3-6.8份的丙烯酸乙二醇酯在10-60min 内缓慢的加入到反应釜中，升温到30-50℃，搅拌反应120-180min，得到丙烯酸接枝的异氰酸酯；然后将得到的丙烯酸接枝的异氰酸酯缓慢的加入到58-82份的羧基化改性超支化聚酯中，在10-20min内加完，然后在加入0.05-0.15份的有机锡催化剂，控温65-85℃，搅拌反应3-8h，完成后降温到40-55℃，加入2.4-3.5份的三乙胺，继续搅拌反应30-60min，在剧烈搅拌下加入40-60份的去离子水，继续搅拌60-180min，即可得到所述的一种光固化水性聚氨酯丙烯酸酯树脂。

所述的羧基化改性超支化聚酯的制备方法如下：