聚氨酯丙烯酸酯分散体及其制备方法和紫外光固化导电涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及涂料领域，特别涉及一种聚氨酯丙烯酸酯分散体及其制备方法和紫外 光固化导电涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 导电涂料是伴随现代科学技术而迅速发展起来的特种功能涂料。近年来，导电涂 料已在电子、电器、航空、化工、印刷等多种军、民用工业领域中得到应用。导电涂料可以作 为导电体使用的涂料，如:混合式集成电路，印刷线路板，键盘开关，冬季取暖和汽车玻璃防 霜的加热漆，船舶防污涂料等;可以作为辐射屏蔽涂料，如无线电波，电磁波屏蔽;还可以作 为抗静电涂料等。
[0003] 传统的高分子导电材料多利用热固化技术，和热固化相比，光固化技术具有许多 传统固化技术所不具备的优点，如能量利用率高、适用热敏基材、无污染、固化速度快、涂膜 综合性能好和适合连续化大生产。
【发明内容】
[0004] 基于此，有必要提供一种能够制备出导电性能较好的紫外光导电涂料的聚氨酯丙 烯酸酯分散体的方法。
[0005] 此外，还提供一种聚氨酯丙烯酸酯分散体、紫外光化涂料及其制备方法。
[0006] -种聚氨酯丙烯酸酯分散体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0007]在保护性气体的环境下，按照摩尔比为1:0.2~0.6将二异氰酸酯与二元醇混合， 于80~90°C搅拌反应1~2小时，得到第一反应液；
[0008] 在所述第一反应液中加入二羟基羧酸和催化剂，于70~80°C搅拌反应1~2小时， 得到第二反应液，其中，所述二羟基羧酸与所述二异氰酸酯的摩尔比为〇. 1~〇. 5:1;
[0009] 于50~60°C的条件下，将扩链剂加入所述第二反应液中，进行扩链反应2~3小时， 得到第三反应液，所述扩链剂与所述二异氰酸酯的摩尔比为〇. 1~0.3:1;
[0010] 于50~60°C的条件下，在所述第三反应液中加入烯类封端剂要和阻聚剂，反应1小 时后，升温至75~85°C，用丙酮调节至合适粘度至继续反应2小时，得到第四反应液，其中， 所述烯类封端剂与所述二异氰酸酯的摩尔比为〇. 1~〇. 6:1;
[0011] 于40~50°C的条件下，在所述第四反应液中加入三乙胺，反应0.5~1.0小时，得到 聚氨酯丙烯酸酯预聚体；
[0012] 在持续搅拌的条件下，将去离子水加入到所述聚氨酯丙烯酸酯预聚体中，继续搅 拌乳化分散30~40分钟，经冷却，得到聚氨酯丙烯酸酯分散体，其中，所述聚氨酯丙烯酸酯 预聚体与所述去离子水的质量比为30~50:40~60。
[0013] 在其中一个实施例中，所述二异氰酸酯选自二甲苯二异氰酸酯、二环己基甲烷二 异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、对苯二亚甲基二异氰酸酯、己二异氰酸酯及异佛尔酮二异 氰酸酯中的至少一种；
[0014] 所述二元醇选自聚醚二元醇、聚己内酯二元醇及聚碳酸酯二元醇中的至少一种； 且所述二元醇的分子量为500g/mol、600g/mol或1000g/mol;
[0015] 所述二羟基羧酸为二羟甲基丙酸及二羟甲基丁酸中的至少一种；
[0016] 所述催化剂为二月桂酸二丁基锡；
[0017] 所述烯类封端剂选自甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、甲 基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯、三羟甲基丙烷二丙烯酸酯中的至少一种；
[0018] 所述阻聚剂为对甲氧基苯酚。
[0019] 在其中一个实施例中，还包括所述扩链剂的制备步骤：
[0020] 将季戊四醇三丙烯酸酯、甲氧基苯酚和丙酮混合，于45°C的条件下，加入异佛尔酮 二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，然后升至40~60°C反应直至异氰酸根离子的含量为8%， 得到第一混合液;将三羟甲基丙烷的丙酮溶液加入所述第一混合液中，于60~75°C反应直 至异氰酸根离子消失，得到含双键的二元醇单体，其中，所述季戊四醇三丙烯酸酯、所述异 佛尔酮二异氰酸酯和所述三羟甲基丙烷的摩尔比为1:1:1。
[0021] -种由上述聚氨酯丙烯酸酯分散体的制备方法制备得到的聚氨酯丙烯酸酯分散 体。
[0022] -种紫外光固化导电涂料，按照质量百分含量包括如下组分： 上述聚氨酯丙烯酸酯分散体60~80 % ; 导电粒子 5~30% 活性稀释剂 5~20% ;
[0023] 光引发剂 2~6%， 流平剂 分散剂 0.14%; 消泡剂 0.1~1%。
[0024]在其中一个实施例中，所述活性稀释剂选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙二醇 二丙烯酸酯及二季戊四醇五丙烯酸酯中的至少一种。
[0025] 在其中一个实施例中，所述导电粒子通过如下制备步骤制备得到：
[0026] 将十二烷基苯磺酸与四氢呋喃混合，加入吡咯单体，搅拌0.5~1小时;接着过硫酸 铵的水溶液，继续搅拌，于〇°C反应12小时，得到反应体系;在所述反应体系中加入甲醇终止 反应，得到粗产物;依次用去离子水、甲醇、丙酮洗涤所述粗产物，经干燥，得到所述导电粒 子，其中，所述吡咯单体与所述十二烷基苯磺酸的质量比为1~3:1。
[0027] 在其中一个实施例中，所述导电粒子的粒径为40~60纳米。
[0028] -种紫外光导电涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0029] 按照质量百分含量包括如下组分:如权利要求4所述的聚氨酯丙烯酸酯分散体60 ~80%、导电粒子5~30%、活性稀释剂5~20%、光引发剂2~6%、流平剂0.1~1 %、分散剂 0.1~1 %和消泡剂0.1~1 % ;
[0030] 将所述聚氨酯丙烯酸酯分散体和导电粒子混合，于40~60°C搅拌分散5~6小时， 加入所述活性稀释剂、所述光引发剂、所述流平剂、所述消泡剂和所述分散剂，继续分散15 ~30分钟，得到紫外光导电涂料。
[0031] 在其中一个实施例中，还包括所述导电粒子的制备步骤：
[0032] 将十二烷基苯磺酸与四氢呋喃混合，加入吡咯单体，搅拌0.5~1小时;接着过硫酸 铵的水溶液，继续搅拌，于〇°C反应12小时，得到反应体系;在所述反应体系中加入甲醇终止 反应，得到粗产物;依次用去离子水、甲醇、丙酮洗涤所述粗产物，经干燥，得到所述导电粒 子，其中，所述吡咯单体与所述十二烷基苯磺酸的质量比为1~3:1。
[0033] 上述聚氨酯丙烯酸酯分散体通过以二异氰酸酯、二元醇、二羟基羧酸、扩链剂、羟 基丙烯酸酯和三乙胺为主要原料制备得到，将其应用的紫外光导电涂料能够有效的改善紫 外光导电涂料的电性能。
【附图说明】
[0034] 图1为一实施方式的聚氨酯丙烯酸酯分散体的制备方法的流程图；
[0035] 图2为一实施方式的紫外光固化导电涂料的制备方法的流程图。
【具体实施方式】
[0036] 下面主要结合附图及具体实施例对聚氨酯丙烯酸酯分散体及其制备方法和紫外 光导电涂料及其制备方法作进一步详细的说明。
[0037] -实施方式的紫外光导电涂料，按照质量百分含量包括如下组分： 聚氨酯丙烯酸酯分散体60~80 % ; 导电粒子 5~30% ; 活性稀释剂 5~20% ;
[0038] 光引发剂 2~6% ; 流平剂 0J~1% ; 分散剂 0.[~1%; 消泡剂 OJ~1%。
[0039] 其中，如图1所示，聚氨酯丙烯酸酯分散体的制备步骤包括如下步骤：
[0040] 步骤S110:在保护性气体的环境下，按照摩尔比为1:0.2~0.6将二异氰酸酯与二 元醇混合，于80~90°C搅拌反应1~2小时，得到第一反应液。
[0041] 其中，保护性气体可以为氮气或惰性气体。
[0042] 其中，二异氰酸酯选自二甲苯二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、二苯甲烷二 异氰酸酯、对苯二亚甲基二异氰酸酯、己二异氰酸酯及异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种。 [0043]其中，二元醇选自聚醚二元醇、聚己内酯二元醇及聚碳酸酯二元醇中的至少一种。 且二元醇的分子量为 500g/mol、600g/mol 或 1000g/mol。
[0044]步骤S120:在第一反应液中加入二羟基羧酸和催化剂，于70~80°C搅拌反应1~2 小时，得到第二反应液。
[0045] 其中，二羟基羧酸与二异氰酸酯的摩尔比为0.1~0.5:1。
[0046] 其中，二羟基羧酸选自二羟甲基丙酸及二羟甲基丁酸中的至少一种。
[0047] 其中，催化剂为二月桂酸二丁基锡。其中，催化剂与二羟基羧酸的质量比为0.1~ 1:2 ~10〇
[0048]步骤S130:于50~60°C的条件下，将第二反应液和扩链剂混合，进行扩链反应2~3 小时，得到第三反应液。
[0049] 其中，扩链剂为含双键的二元醇单体。
[0050] 具体的，扩链剂可通过如下制备步骤制备得到:将季戊四醇三丙烯酸酯、甲氧基苯 酚和丙酮混合，于45°c的条件下，加入异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，然后升至 50~60°C反应直至异氰酸根离子的含量为8%，得到第一混合液其中；将三羟甲基丙烷的丙 酮溶液加入第一混合液中，于60~75°C反应直至异氰酸根离子消失，得到含双键的二元醇 单体。其中，季戊四醇三丙烯酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和三羟甲基丙烷的摩尔比为1:1:1。
[0051] 其中，扩链剂与二异氰酸酯的摩尔比为0.1~0.3:1。
[0052]其中，甲氧基苯酚的质量与季戊四醇三丙烯酸酯的质量比为0.5:100。
[0053]其中，二月桂酸二丁基锡与异佛