[发明专利]可辐射固化的二苯甲酮封端聚氨酯树脂及其应用

说明书

本发明公开了一种可辐射固化的二苯甲酮封端聚氨酯树脂及其应用，旨在提供一种新型的二苯甲酮封端聚氨酯树脂，主要改进现有不饱和基团封端的聚氨酯树酯热稳定差和表面固化难的缺点，其为组分(I)，(II)和(III)的反应产物：至少一种多异氰酸酯(I)；至少一种含有至少两个能够与异氰酸酯基团反应的多元醇化合物(II)；和(III)至少一种含有一个能够与异氰酸酯基团反应的二苯甲酮化合物；属于高分子新材料技术领域。

技术领域

本发明属于高分子新材料技术领域，具体涉及一种可辐射固化的二苯甲酮封端聚氨酯树脂及其应用。

背景技术

可辐射固化的聚氨酯树酯日益广泛地用于取代传统的粘接材料，因为它们能夠节能环保，提高生产效率高、降低材料消耗、减少厂房面积，以及防止散发挥发性有机化合物(V0C)。不饱和端基的聚氨酯树酯是目前最常用可辐射固化的材料。例如，美国专利No.5578693公开了一种辐射可固化的多官能不饱和端基的聚氨酯低聚物，是含端基不饱和的异氰酸酯的聚氨酯低聚物与烷氧基化多元醇的反应产物。这些不饱和基团封端的聚氨酯树酯通过暴露于辐射线，例如紫外光下能夠快速固化。但不饱和基团封端的聚氨酯树酯仍存在一些明显的缺点，其材料设计和技术有待进一步改进和创新。

聚氨酯树酯所含不饱和端基一般为丙烯酸基，甲基丙烯基，和乙烯基。这些不饱和基团的热稳较差，在较高温度或长时间存贮时会发生自聚合或其它付反应，不利于产品生产加工和运输储存。的通常会加入少量的抗氧热稳定剂来提高产品的稳定性。但是加入这些抗氧热稳剂同时会降低辐射固化效率，特别是对自由基UV光固化速度影响很大。

不饱和基团封端的聚氨酯树酯另一个缺点是表面UV固化受空气氧气的影响很大,正常条件下其涂层表面很难达到完全固化。商业上使用胺添加剂，例如二甲基对甲苯胺和二乙基邻甲苯胺，来改进丙烯酸酯封端的聚氨酯树脂的表面UV固化。然而这些胺添加剂在加工过程中，存在健康的隐患。显然,在不饱和基团封端的聚氨酯树酯中加入胺添加剂的方法不适合于许多有可能与食品接触或人体接触的应用。

商业上也经常在光固化配方中增加小分子光引剂使用量来改进丙烯酸酯封端的聚氨酯树脂的表面UV固化。但这一技术途径也存在一些明显的负面的结果：(1)配方中过量的引发剂会造成涂层内部固化过度，影响产品的使用性能；(2)由于引发剂强烈的紫外吸收能力,过量引发剂造成紫外光强度在涂层中急剧衰减，显著地降低了涂层可固化厚度；(3)固化后，涂层中存在大量的光引发剂分解的副产品，导致气味大，VOC高等缺点。

发明内容

为此，本发明的目的是第一个目的是提供一种二苯甲酮封端聚氨酯树脂，改进现有不饱和基团封端的聚氨酯树酯热稳定差和表面固化难的缺点。

本发明的第二个目的是提供上述二苯甲酮封端聚氨酯树脂的应用。

为达到上述目的，本发明的提供的可辐射固化的二苯甲酮封端聚氨酯树脂由下述重量份的组分制成：

至少一种多异氰酸酯(I)，其重量百分数为5-95wt％；

至少一种含有至少两个能够与异氰酸酯基团反应的多元醇化合物(II)，其重量百分数为5-95wt％；

至少一种含有一个能够与异氰酸酯基团反应的二苯甲酮化合物(III)，其重量百分数为0.1-5wt％。

所述的可辐射固化的二苯甲酮封端聚氨酯树脂结构式为式1至式7的其中之一：

(1)PU-NH-CO-(O-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂CO)_n-O-BP；

(2)PU-NH-CO-(O-CH₂-CH₂)_n-O-BP；