[发明专利]一种可UV固化水性含氟有机硅和环氧复合改性聚氨酯树脂的制备方法

摘要

本发明的目的在于提供一种可UV固化水性含氟有机硅和环氧复合改性聚氨酯的制备,主要用羟丙基封端剂(BHTS)和八甲基环四硅氧烷(D4)以及三氟丙基甲基环三硅氧烷(D3F)通过阴离子开环聚合制备了一种羟丙基含氟硅氧烷，利用丙烯酸和环氧树脂反应生成环氧丙烯酸酯，利用羟丙基含氟硅氧烷和环氧丙烯酸酯与二异氰酸酯反应生成含氟有机硅和环氧复合改性的聚氨酯聚氨酯，兼具有有机氟硅和环氧树脂的优点，具有较好的市场价值。

主权项

一种可UV固化水性含氟有机硅和环氧复合改性聚氨酯树脂的制备方法,包括如下步骤：(1)双羟基含氟硅油的制备(PDMFS)：在装有搅拌器、温度计的250mL圆底四口烧瓶中依次加入真空脱水处理的八甲基环四硅氧烷(D4)和羟丙基封端剂1,3‑双(3‑羟丙基)‑1,1,3,3‑四甲基二硅氧烷(BHTS)以及催化剂，升温到80℃后，滴加一定量的三氟丙基甲基环三硅氧烷(D3F)，控制滴加时间为30min，滴加完毕后保温反应4h，滴加入中止剂，调制PH为中性，而后旋蒸除去低沸物，即得端羟丙基含氟聚硅氧烷。(2)环氧丙烯酸酯(EA)的制备：将定量的环氧树脂和阻聚剂加入到四口烧瓶中搅拌并加热，升温至反应所需温度后，保温并慢慢滴加混有催化剂的丙烯酸混合物，控制在反应所需温度，约1h滴加完毕；保温反应至适当时间后冷却，停止搅拌，即得到含固定百分含量的环氧丙烯酸酯，转移至容器中密封保存。(3)一种可UV固化水性含氟有机硅和环氧复合改性聚氨酯树脂的制备方法：将计量的二异氰酸酯、DBTDL加入装有搅拌器、冷凝管、恒压滴液漏斗和氮气导管的干燥四口烧瓶中，室温搅拌均匀，通入氮气，逐步升温至50℃，然后用恒压滴液漏斗以2～3s/滴的速度逐滴滴加计量的聚酯二元醇，反应2h，滴定体系中游离的‑NCO含量达到理论值，以同样的方法滴加PDMFS，反应2h，滴定体系中游离的‑NCO含量达到理论值后，将温度升至75℃，滴加封端剂，反应2h，再次滴定体系中游离的‑NCO含量达到理论之后加入少量溶剂溶解的封端剂，反应3h，然后再加入EA，反应3h后，用红外光谱仪检测2270cm‑1处‑NCO的特征吸收峰完全消失，即得复合改性聚氨酯。称取一定量树脂，在40℃及高速搅拌下加入计量的中和剂反应1h，然后缓慢滴加去离子水乳化1h，静置消泡后用旋转蒸发仪除去丙酮，得到PDMFS和EA复合改性水性聚氨酯乳液如步骤(1)(2)(3)所述的一种可UV固化水性含氟有机硅和环氧复合改性聚氨酯树脂的制备方法，其征在于：步骤(1)中催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵中的至少一种；步骤(2)中环氧树脂为E‑44、E‑51中的至少一种；步骤(2)中阻聚剂为4‑甲氧基酚、对叔丁基邻苯二酚中的至少一种；步骤(2)中催化剂为十六烷基三甲基溴化铵、溴化四丁基铵、二甲苯胺、三乙胺和二乙胺中的至少一种；步骤(3)中所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4'‑二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,6‑己二异氰酸酯(HDI)二环己基甲烷二异氰酸酷(HMDI)中的至少一种；步骤(3)中所述催化剂为二月桂酸二丁基锡(DBTDL)、辛酸亚锡中的至少一种；步骤(3)中所述溶剂为丙酮、N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)、四氢呋喃中的至少一种；步骤(3)中所述扩链剂为二羟甲基丙酸(DMPA)、二羟甲基丁酸(DMBA)中的至少一种；步骤(3)中所述中和剂为三乙胺(TEA)；步骤(3)中所述聚酯二元醇为聚碳酸酯二元醇(PCDL)、聚己内酯二元醇(PCL)中的至少一种；步骤(3)中所述封端剂为甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、季戊四醇三丙烯酸酯(TMPTA)中的至少一种。