专利名称：一种聚氨酯丙烯酸酯低聚物及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种聚氨酯丙烯酸酯低聚物，特别是涉及一种烷基酚聚氧乙烯醚型聚氨酯丙烯酸酯低聚物及其制备方法，该低聚物可应用于可用于光固化涂料。
背景技术：
近年来，人们对环保的要求越来越高，溶剂型涂料因为挥发性有机物(VOC)的排放受到越来越严格的限制，以紫外光固化涂料(UVCC)、水性涂料、高固体分涂料和粉末涂料为代表的绿色环保型涂料成为人们关注和研究的热点。与其它几类涂料相比，UVCC具有固化速度快、固化温度低、环保节能、涂层性能优异，可用于塑料、纸张和木材等热敏性底材的涂布等优势。此类涂料一般由紫外光固化树脂、活性单体、光引发剂及助剂等组成，其中紫外光固化树脂是最主要的组分。聚氨酯丙烯酸酯是此类涂料中研究和应用最为广泛的树脂，它一般由异氰酸酯、长链多元醇及丙烯酸羟基酯反应制得。具有最优异的综合性能，如柔韧、硬度、耐磨以及光洋等。但跟其它类型的光固化树脂一样，聚氨酯丙烯酸酯同样因为树脂粘度高而需要加入大量的活性单体调节。而活性单体都具有特殊的刺激性气味和较高的毒性，对局部环境有污染，对操作人员存在伤害；且价格昂贵，使产品成本增加。此外，多官能度的聚氨酯丙烯酸酯还因为具有较高的交联度而使得固化膜耐水、耐腐蚀性等增强，但同时也增加了膜的脆性，使得附着力下降、成膜性不好。综上所述，现有技术的聚氨酯丙烯酸酯粘度高，官能度高时，粘度会更高，且附着力下降，成膜性能变差。因此，选用新的扩链单体，对聚氨酯丙烯酸酯进行改性，降低树脂粘度，从而减少甚至避免活性单体的使用，同时降低树脂的官能度，在保持树脂综合性能的前提下提高树脂的附着力及成膜性能，具有非常现实的意义。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明的第一目的在于提供一种新颖的聚氨酯丙烯酸酯低聚物，其具有低的粘度，高的附着力以及优异的成膜性能。本发明之另一目的在于提供一种所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物的制备方法。本发明第三个目的在于提供所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物在光固化涂料中的应用。本发明对聚氨酯丙烯酸酯树脂进行改性，降低聚氨酯丙烯酸酯树脂黏度与官能度，可减少甚至避免活性单体的使用，在保持树脂综合性能的前提下提高树脂的附着力及成膜性能，改善现有技术的缺点。本发明目的通过如下技术方案实现:一种聚氨酯丙烯酸酯低聚物，具有以下结构:
权利要求
1.一种聚氨酯丙烯酸酯低聚物，其特征在于，具有以下结构:
2.根据权利要求1所述的聚氨酯丙烯酸酯低聚物，其特征在于:所述R1为二亚甲基、三亚甲基或四亚甲基。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯丙烯酸酯低聚物，其特征在于:所述R2为六亚甲基或具有以下结构的二价的芳香族或脂肪族的有机基团:
4.根据权利要求1所述的聚氨酯丙烯酸酯低聚物，其特征在于:所述R3为壬基。
5.一种如权利要求1所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)烷基酚聚氧乙烯醚与二异氰酸酯的半加成物的合成: 将烷基酚聚氧乙烯醚，于40-60°C下，滴加二异氰酸酯，控制0.5小时内滴加完，后保温反应5-30分钟，得烷基酚聚氧乙烯醚与二异氰酸酯的半加成物； (2)聚氨酯丙烯酸酯低聚物的合成: 将步骤(I)的半加成物降温至30-40°C，滴加丙烯酸羟烷酯或甲基丙烯酸羟烷酯及阻聚剂的均匀混合物于步骤(I)的反应物中，控制0.5小时内滴加完，后保温反应15-30分钟，滴加催化剂，并继续反应40-60分钟，后升温至50-60°C，继续反应15-40分钟，得聚氨酯丙烯酸酯低聚物； 所述的二异氰酸酯为芳香族和/或脂肪族二异氰酸酯； 所述二异氰酸酯与烷基酚聚氧乙烯醚的摩尔比为1:1 1: 1.01;丙烯酸羟烷酯或甲基丙烯酸羟烷酯与二异氰酸酯的摩尔比为1:1; 所述的阻聚剂为对羟基苯甲醚或对苯二酚，以丙烯酸羟烷酯或甲基丙烯酸羟烷酯100重量份计，所述阻聚剂为0.05 1.5重量份； 所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡，以烷基酚聚氧乙烯醚100重量份计，所述催化剂为0.1 0.15重量份。
6.根据权利要求5所述的聚氨酯丙烯酸酯低聚物的制备方法，其特征在于:所述二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、4，4’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。
7.根据权利要求5所述的聚氨酯丙烯酸酯低聚物的制备方法，其特征在于:所述烷基酚聚氧乙烯醚为壬基酚聚氧乙烯醚。
8.根据权利要求5所述的聚氨酯丙烯酸酯低聚物的制备方法，其特征在于:所述丙烯酸羟烷酯为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯或丙烯酸羟丁酯；甲基丙烯酸羟烷酯为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟丁酯。
9.根据权利要求5所述的聚氨酯丙烯酸酯低聚物的制备方法，其特征在于:以丙烯酸羟烷酯或甲基丙烯酸羟烷酯100重量份计，所述的阻聚剂为0.1 I重量份。
10.权利要求1 所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物在光固化涂料中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种聚氨酯丙烯酸酯低聚物及其制备方法与应用，该聚氨酯丙烯酸酯低聚物由单官能的烷基酚聚氧乙烯醚与二异氰酸酯反应，并以丙烯酸羟基酯封端。制备时，先将烷基酚聚氧乙烯醚于40-60℃下，滴加二异氰酸酯，保温反应，得半加成物；将半加成物降温至30-40℃，滴加丙烯酸羟烷酯或甲基丙烯酸羟烷酯及阻聚剂的均匀混合物于反应物中，后保温反应15-30分钟，滴加催化剂，并继续反应40-60分钟，后升温至50-60℃，继续反应，得聚氨酯丙烯酸酯低聚物；本发明在分子结构中引入长的柔性链段，并为单官能度，分子链可自由旋转，使树脂具有优异的柔韧性的同时具有极低的粘度；同时结构中含有苯环，使分子也不失刚性。
文档编号C07C269/02GK103193678SQ201310098419
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月25日 优先权日2013年3月25日
发明者杨明雄, 周婵华, 涂伟萍, 王邦清 申请人:长兴(广州)电子材料有限公司, 华南理工大学