[发明专利]一种光聚合有机硅聚氨酯丙烯酸酯水性低聚物的制备方法及组合物

摘要

本发明公开了一种可光聚合有机硅聚氨酯丙烯酸酯水性低聚物的制备方法及组合物，本发明基于目前可光聚合有机硅聚氨酯丙烯酸酯水性低聚物存在的缺点，首先合成2,2‑双(羟甲基)丙烯酸丁酯(HBA)，将它引入低聚物分子中使聚合物侧链富含不饱和碳碳双键；然后合成了一种单端羟基聚二甲基硅氧烷(Si‑OH)，将它接入到水性聚氨酯丙烯酸酯低聚物的主链末端，使其易于富集于材料表面，通过以上分子设计来有效解决光固化材料因双键含量少，交联密度低而引起的水性光固化材料耐水性差、硬度低的问题以及克服有机硅链处于主链中间时易被交联网络包裹导致不能在材料表面富集的弊端，从而有效提高了材料的表面疏水性。

主权项

1.一种可光聚合有机硅聚氨酯丙烯酸酯水性低聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将三羟甲基丙烷、2,2‑二甲氧基丙烷、对甲苯磺酸和有机溶剂在30‑65℃下反应15‑25小时，冷却至室温，加入无水碳酸钠搅拌1‑2小时，过滤，滤液经减压旋蒸除去有机溶剂，得产物1；所述的有机溶剂选自石油醚、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷的一种或几种；(2)将(甲基)丙烯酰氯、三乙胺、产物1和有机溶剂在0℃下反应1‑2小时，升温至室温继续反应4‑8小时，水洗分液，有机相经无水硫酸钠干燥后减压旋蒸除去有机溶剂，得到产物2；所述有机溶剂选自四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、乙腈中的任意一种；其中所述(甲基)丙烯酰氯，三乙胺，产物1的摩尔比例为(1‑1.1)∶(1‑1.1)∶1；(3)将冰醋酸、去离子水和产物2在20‑40℃下反应10‑18小时，反应结束后加入无水乙醇共沸减压旋蒸除去冰醋酸和去离子水，得到2,2‑双(羟甲基)丙烯酸丁酯，为产物3；(4)将烷基锂、六甲基环三硅氧烷和有机溶剂在0‑40℃下搅拌0.5小时，继续加入有机溶剂继续搅拌4‑8小时，反应完成后加入二甲基氯硅烷，继续反应2‑4小时，离心除去氯化锂固体，减压旋蒸除去有机溶剂，得产物4；其中所述有机溶剂为环己烷、正己烷、甲苯、环戊烷、四氢呋喃中的一种或几种；(5)将烯丙基羟乙基醚、产物4、氯铂酸和有机溶剂在70‑90℃下反应2‑6小时，减压旋蒸除去有机溶剂，得到单端羟基聚二甲基硅氧烷(Si‑OH)，为产物5；其中所述有机溶剂为环己烷、正己烷、甲苯、环戊烷、四氢呋喃中的一种或几种；(6)将二(多)元醇、亲水扩链剂、二异氰酸酯、产物3、催化剂和有机溶剂在40‑70℃下，机械搅拌，当体系‑NCO剩余一定量时，加入产物5在40‑70℃下反应至‑NCO含量为0，冷却至室温，加入中和剂反应15分钟，得到产物6，将产物6和去离子水加入容器中进行乳化，然后减压旋蒸除去有机溶剂得到产物7，即为可光聚合有机硅聚氨酯丙烯酸酯水性低聚物；其中所述的有机溶剂选自二甲基亚砜、丙酮、二氧六环、四氢呋喃、甲酸甲酯、甲乙酮、乙酸丁酯、丙二醇甲醚乙酸酯、乙酸乙酯和异丙醚中的一种或几种。