一种耐高温水性uv固化有机硅改性聚氨酯的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种耐高温水性UV固化有机硅改性聚氨酯的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：在催化剂的作用下，将含有三个或三个以上异氰酸酯基团的多异氰酸酯与含亲水基团的亲水性扩链剂和有两个端羟基的有机硅单体反应得到端羟基型有机硅聚氨酯型多元醇(A)；在催化剂作用下，将含有两个-NCO基团的分子量不超过1000的异氰酸酯单体与同时含有-OH和-C＝C基团的分子量不超过1000的单体在催化剂作用下制得具有端-C＝C基团的单异氰酸酯聚氨酯(B)；将A和B按照一定比例混合搅拌均匀，在催化剂和一定温度下反应一定时间，即制得一种耐高温水性UV固化有机硅改性聚氨酯。本发明所制得的一种耐高温水性UV固化有机硅改性聚氨酯。具有好的耐水性、耐油污性及热力学性能，在涂料领域有着巨大的市场潜力。
【专利说明】一种耐高温水性UV固化有机硅改性聚氨酯的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种耐高温水性UV固化有机硅改性聚氨酯的制备方法，属于光固化涂料领域。
【背景技术】
[0002]UV固化涂料是一种绿色环保型涂料，具有能耗低、挥发分少、固化时间短等优点。UV固化涂料主要由预聚物、活性单体、光引发剂及助剂组成，其中预聚物组成了固化膜交联网状结构的骨架，它是产品物理化学性能的主要决定因素。采用IPD1、HDI制得的脂肪族UV固化预聚物与芳香族UV固化预聚物相比具有耐黄变的优点，且赋予涂膜更好的韧性。水性UV固化涂料可以很方便的调节涂膜厚度，味道小，更适于满足现代社会的需求。本发明的高活性水性UV固化星形预聚物与传统线性UV固化预聚物固化后相比具有更好的耐水性、耐油污性及力学性能，在光固化涂料领域有着巨大的市场潜力。耐高温有机硅涂料是一种重要的涂料，自从四十年代有机硅工业化生产以来，用其产品所配制的耐高温涂料，在高温电机，电器绝缘方面得到了广泛应用。
【发明内容】
[0003]本发明涉及一种耐高温水性UV固化有机硅改性聚氨酯的制备方法，所述制备方法包括如下步骤:在催化剂的作用下，将含有三个或三个以上异氰酸酯基团的多异氰酸酯与含亲水基团的亲水性扩链剂和有两个端羟基的有机硅单体反应得到端羟基型有机硅聚氨酯型多元醇(A);在催化剂作用下，将含有两个-NCO基团的分子量不超过1000的异氰酸酯单体与同时含有-OH和-C = C基团的分子量不超过1000的单体在催化剂作用下制得具有端-C = C基团的单异氰酸酯聚氨酯(B);将八和B按照一定比例混合搅拌均匀，在催化剂和一定温度下反应一定时间，即制得一种耐高温水性UV固化有机硅改性聚氨酯。
[0004]一种耐高温水性UV固化有机硅改性聚氨酯的制备方法，其特征在于:所述含有三个或三个以上异氰酸酯基团的脂肪族多元异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体、六亚甲基二异氰酸酯(HDi)多聚体、异佛尔酮二异氰酸酯(iroi)三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯(iroi)多聚体中的一种或多种混合物。
[0005]一种耐高温水性UV固化有机硅改性聚氨酯的制备方法，其特征在于:所述含亲水基团的亲水性扩链剂为2，2-二羟甲基丙酸(DMPA)、2，2-二羟甲基丁酸(DMBA)的一种或两种混合物。
[0006]一种耐高温水性UV固化有机硅改性聚氨酯的制备方法，其特征在于:所述有两个端羟基的有机硅单体为端羟基聚二甲基硅氧烷、端羟基侧链硅氧烷的一种或两种混合物。
[0007]一种耐高温水性UV固化有机硅改性聚氨酯的制备方法，其特征在于:所述含有两个-NCO基团的分子量不超过1000的单体，其为异佛尔酮二异氰酸酯(iroi)、4，4’ - 二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)中的一种或多种混合物。
[0008]一种耐高温水性UV固化有机硅改性聚氨酯的制备方法，其特征在于:所述同时含有-OH和-C = C基团的分子量不超过1000的单体，其为丙烯酸羟乙酯(HEA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)中的一种或多种混合物。
[0009]一种耐高温水性UV固化有机硅改性聚氨酯的制备方法，其特征在于:所述含亲水基团的亲水性扩链剂与有两个端羟基的有机硅单体的投料摩尔比为η(亲水性扩链剂)/η (端轻基的有机娃单体)=1: (0.5?2)。
【具体实施方式】
[0010]下列实施实例用以更详细地描述本发明方案，但本发明并不局限于实例所描述的方案。
[0011]实施例1
[0012](I)用3g N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)将3.68g 2，2- 二羟甲基丙酸(DMPA)溶解，置于三口烧瓶中，加入3g端羟基聚二甲基硅氧烷，加热到50°C;利用恒压滴液漏斗将5.78g六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体与0.005?0.02g 二月桂酸二丁基锡(DBTDL)的混合溶液在0.5h内滴入三口烧瓶中，保持温度50 0C，搅拌反应2h。
[0013](2)将6.80g异佛尔酮二异氰酸酯(iroi)置于三口烧瓶中并加热到40°C，利用恒压滴液漏斗将8.94g季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、5g丙酮与0.005?0.02g 二月桂酸二丁基锡(DBTDL)的混合溶液在0.5h内滴入三口烧瓶中，保持温度40°C，搅拌反应2h。
[0014](3)在步骤(I)反应完毕后，调整油浴锅温度为70°C，滴加步骤(2)反应后的产物，Ih内滴加完毕，继续反应2h。
[0015](4)用三乙胺中和步骤(3)反应后的产物至pH为7?8 ;加水乳化，得到50%水性UV固化星形预聚物。
[0016]实施例2
[0017](I)用3g N，N-二甲基甲酰胺(DMF)将2.68g 2，2-二羟甲基丙酸(DMPA)溶解，置于三口烧瓶中，加入2g端羟基侧链硅氧烷，并加热到50°C ;利用恒压滴液漏斗将5.78g六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体与0.005?0.02g 二月桂酸二丁基锡(DBTDL)的混合溶液在0.5h内滴入三口烧瓶中，保持温度50 0C，搅拌反应2h。
[0018](2)将6.80g异佛尔酮二异氰酸酯(iroi)置于三口烧瓶中并加热到40°C ;利用恒压滴液漏斗将3.49g丙烯酸羟乙酯(HEA)、5g丙酮与0.005?0.02g 二月桂酸二丁基锡(DBTDL)的混合溶液在0.5h内滴入三口烧瓶中，保持温度40°C，搅拌反应2h。
[0019](3)在步骤(I)反应完毕后，调整油浴锅温度为70°C，滴加步骤(2)反应后的产物，Ih内滴加完毕，继续反应2h。
[0020](4)用三乙胺中和步骤(3)反应后的产物至pH为7?8 ;加水乳化，得到50%水性UV固化星形预聚物。
【权利要求】
1.一种耐高温水性UV固化有机硅改性聚氨酯的制备方法，其特征在于:所述含有三个或三个以上异氰酸酯基团的脂肪族多元异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体、六亚甲基二异氰酸酯(HDi)多聚体、异佛尔酮二异氰酸酯(iroi)三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯(iroi)多聚体中的一种或多种混合物。
2.一种耐高温水性UV固化有机硅改性聚氨酯的制备方法，其特征在于:所述含亲水基团的亲水性扩链剂为2，2-二羟甲基丙酸(DMPA)、2，2-二羟甲基丁酸(DMBA)的一种或两种混合物。
3.—种耐高温水性UV固化有机硅改性聚氨酯的制备方法，其特征在于:所述有两个端羟基的有机硅单体为端羟基聚二甲基硅氧烷、端羟基侧链硅氧烷的一种或两种混合物。
4.一种耐高温水性UV固化有机硅改性聚氨酯的制备方法，其特征在于:所述含有两个-NCO基团的分子量不超过1000的单体，其为异佛尔酮二异氰酸酯(iroi)、4，4’ - 二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)中的一种或多种混合物。
5.一种耐高温水性UV固化有机硅改性聚氨酯的制备方法，其特征在于:所述同时含有-OH和-C = C基团的分子量不超过1000的单体，其为丙烯酸羟乙酯(HEA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)中的一种或多种混合物。
6.一种耐高温水性UV固化有机硅改性聚氨酯的制备方法，其特征在于:所述含亲水基团的亲水性扩链剂与有两个端羟基的有机硅单体的投料摩尔比为η (亲水性扩链剂)/n (端轻基的有机娃单体)=1: (0.5?2)。
【文档编号】C09D175/14GK104479104SQ201410810459
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月23日 优先权日:2014年12月23日
【发明者】姚伯龙, 齐家鹏, 高旭瑞, 邓丽朵 申请人:江南大学