[发明专利]双生物基光固化聚氨酯丙烯酸酯低聚物及其制备方法

说明书

本发明提供了一种双生物基光固化聚氨酯丙烯酸酯低聚物及其制备方法；该制备方法包括如下步骤：在反应器中，加入二异氰酸酯、催化剂、阻聚剂，选择性加入稀释剂，搅拌加热后加入蓖麻油或其环氧加成物后进行反应；继续搅拌加热后，加入丙烯酸羟基酯进行反应；继续搅拌维持温度，加入腰果酚或其环氧加成物进行反应；降温冷却至室温后出料。该双生物基光固化聚氨酯丙烯酸酯低聚物不仅具有较高的生物质含量，而且综合了蓖麻油和腰果酚两种植物油的结构优势，应用于生产光固化油墨或涂料时，得到的浆料粘度较小，形成的固化膜性能较优异。

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯丙烯酸酯低聚物，特别涉及一种双生物基光固化聚氨酯丙烯酸酯低聚物及其制备方法。

背景技术

天然植物油是重要的天然可再生资源，在聚氨酯系物质合成中鲜有引入。中国专利CN101688021B公开了一种衍生自环氧化植物油的可辐射固化涂料组合物，该可辐射固化涂料组合物包含油环氧化植物油与羟基官能丙烯酸酯和羟基官能甲基丙烯酸酯中的至少一种在酸催化剂的存在下反应制备的环氧化植物油低聚物。中国专利CN107082863A公开了一种高强度腰果酚基水性聚氨酯的制备方法，该制备方法为：将聚酯二元醇、二异氰酸酯、二羟甲基丙酸混合升温反应一段时间后加入催化剂和一半腰果酚二元醇，继续升温反应一段时间加入另一半腰果酚二元醇反应，再经过降温、中和、扩链、乳化、蒸馏。中国专利CN108219106B中公开了一种水性聚氨酯-丙烯酸酯杂化共聚物及其制备方法，采用包括脂肪族二异氰酸酯、聚酯多元醇、大豆油醇解物、聚氨酯反应催化剂、亲水扩链剂、低分子量非亲水扩链剂、中和剂、(甲基)丙烯酸值单体、低分子有机胺类扩链剂、自由基引发剂等组分反应制备而成水性聚氨酯-丙烯酸酯杂化共聚物。

近年来，随着绿色、环保、低污染等发展需求不断攀升，具有高效、适应性广、经济、节能和环境友好的“5E”特点的光固化技术，越发得到人们的青睐。其中，涉及的光固化低聚物和单体的产量也在逐年快速攀升。

目前已被应用于光固化低聚物或单体的合成中的植物油的类型也有报道。这类低聚物不仅减少了石油资源的消耗，而且植物油本身的价格也相对较低，同时被废弃之后还可以自然降解，减少了环境污染，因此是一种理想的合成光固化低聚物的原料。

通常情况下，植物油用于合成光固化聚氨酯低聚物的路径可以选择将植物油进行多羟基化处理，然后将其作为合成光固化低聚物中所需原料物质中的多元醇部分。英国专利GB2482849公开了一种可光固化的牙科材料，该牙科材料主要是由天然油衍生的多元醇、过量的二异氰酸酯进行反应获得的末端含有异氰酸酯基团的氨基甲酸酯低聚物，再接枝具有羟基的不饱和丙烯酸单体得到。中国专利CN101497684B中公开了一种植物油基聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法和用途，其是利用中间体A(植物油获得的多羟基植物油衍生物)与中间体B(含羟基的丙烯酸酯与二异氰酸酯反应得到)反应形成，该物质兼备了植物油的环保性能和聚氨酯丙烯酸酯的优异理化性能。中国专利CN102199272A公开了一种大豆油基聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法，它是由大豆油多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、丙烯酸羟乙酯反应形成，其中大豆多元醇是由环氧大豆油以甲醇、乙二醇或1,2-丙二醇开环得到的。中国专利CN105601880B公开了一种蓖麻油基聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法和应用，通过蓖麻油多元醇与端异氰酸酯的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯发生氨酯反应获得，其中利用端疏基醇类化合物对蓖麻油的光引发疏基-烯点击反应得到蓖麻油多元醇。

此外，也可以通过超支化处理得到植物油基超支化光固化聚氨酯丙烯酸酯低聚物。中国专利CN106397719B公开了一种蓖麻油基超支化UV固化聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法和应用，其采用二羟基丙酸与蓖麻油酯化形成羟基封端的多官能度超支化树脂，然后再依次与多异氰酸酯、(甲基)丙烯酸酯羟烷酯反应制成，可应用于涂料或油墨领域的成膜基材。