一种紫外线和湿气双重固化型改性聚氨酯及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种紫外线和湿气双重固化型改性聚 氨酯及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 光固化（UV)技术具有快速固化、低能耗、高效率、无污染、节能环保等优点，是环 境友好的绿色技术。但是光固化体系也存在不足，对于固化对象的形状、厚度、颜色有一定 的限制，如：固化深度，阴影部分固化难以解决。紫外光（UV)-湿气双重固化体系利用UV光 快速固化，在阴影部分通过湿气交联固化，来解决单一光固化方式的缺陷，。
[0003] 环氧改性丙烯酸酯兼备了环氧树脂和丙烯酸酯的性能，在物理机械性能、耐化学 药品性能和粘合性能等分具有环氧树脂的特点，同时又具有丙烯酸树脂保色、保光、耐候等 特点。通过有机过氧化物或者光固化方式进行固化。聚氨酯丙烯酸酯兼具有聚氨酯和丙烯 酸酯的优点，耐腐蚀、耐磨性能、附着力强，提高树脂的柔韧性。有机硅分子链中的Si-O-Si 键有较大的内聚能而具有耐高温、耐水解、低表面张力，同时具有良好的电绝缘性和表面性 能，有机硅改性的树脂可以改善树脂的界面粘结、耐水性、耐温性等问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种紫外线和湿气双重固化型改性聚氨酯及其制备方法。
[0005] 一种紫外线和湿气双重固化型改性聚氨酯，所述的改性聚氨酯的结构式如通式I 所示：
【主权项】
1. 一种紫外线和湿气双重固化型改性聚氨酯，其特征在于，所述的改性聚氨酯的结构 式如通式I所示：
式中Ri为聚醚二元醇或聚酯二醇中不包括羟基的部分；1?2为1，6-己二异氰酸酯，异佛 尔酮二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯分 子结构中不包含异氰酸酯基团的部分；馬为1，4- 丁二醇二缩水甘油醚，新戊二醇二缩水甘 油醚，C18-不饱和脂聚体二缩水甘油酯，1，4-环已烷二甲醇缩水甘油醚，双酚A二缩水甘油 醚或双酚F二缩水甘油醚分子结构中不包含环氧基团的部分；&为CH3或者H$5为甲基或 乙基。
2. 根据权利要求1所述一种紫外线和湿气双重固化型改性聚氨酯，其特征在于，所述 聚醚二元醇为聚乙二醇二元醇，聚丙二醇二元醇或聚四氢呋喃醚二元醇；所述聚酯二醇为 己二酸聚酯二元醇，苯酐聚酯二元醇，聚己内酯二醇或聚碳酸酯二醇。
3. 权利要求1或2所述紫外线和湿气双重固化型改性聚氨酯的制备方法，其特征在于， 按照如下步骤进行： (1) 扩链剂环氧丙烯酸酯的合成 将环氧树脂加入反应器，加入催化剂，搅拌均匀，然后滴加丙烯酸或甲基丙烯酸，环氧 树脂中环氧基团与丙烯酸或甲基丙烯酸中羧基摩尔比为1 : (1.1?1.3)，加热温度至 120-130°C，反应2-4h，冷却至室温，得到环氧丙烯酸酯； 所述环氧树脂为1，4- 丁二醇二缩水甘油醚，新戊二醇二缩水甘油醚，C18-不饱和酯聚 体二缩水甘油酯，1，4-环已烷二甲醇缩水甘油醚，双酚A二缩水甘油醚，双酚F二缩水甘油 醚中的一种； 所述催化剂为叔胺或季胺盐； (2) 含有NCO基团的聚氨酯预聚物合成 将聚醚二元醇或聚酯二醇与二异氰酸酯投入反应釜中，然后加入二月桂酸二异丁基 锡，羟基与异氰酸酯基的摩尔比为1 : (1. 1?1.3)，氮气保护，60-80°C反应4-6h，得到NCO 封端的聚氨酯预聚体，然后将扩链剂环氧丙烯酸酯加入反应釜中，氮气保护，60-80°C，继续 反应4-6h，得到含有NCO基团的聚氨酯预聚物的合成； 所述二异氰酸酯为1，6_己二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯，甲基环己基二异氰酸 酯，二环己基甲烷二异氰酸酯，2,4_甲苯二异氰酸酯或2,6_甲苯二异氰酸酯； 所述聚醚二元醇为聚乙二醇二元醇，聚丙二醇二元醇或聚四氢呋喃醚二元醇； 所述聚酯二醇为己二酸聚酯二元醇，苯酐聚酯二元醇，聚己内酯二醇或聚碳酸酯二 醇； (3) 有机硅改性聚氨酯的合成 将胺基硅烷偶联剂投入步骤（2)的反应物中，NCO封端的聚氨酯预聚体中的异氰酸酯 基团与胺基的硅烷偶联剂中的胺基的摩尔数之比为1 : (1.1?1.3)，反应温度40-50°C， 反应l-3h，得到目标产物改性聚氨酯。
4. 一种紫外线和湿气双重固化组合物，其特征在于，由以下重量份数的组分物质组成： 权利要求1或2所述改性聚氨酯50?80份，活性稀释单体10?20份，光引发剂2?5份， 催化剂0. 2?0. 5份，硅烷偶联剂5?10份，添加剂0-1份。
5. 根据权利要求4所述一种紫外线和湿气双重固化组合物，其特征在于，所述光引发 剂为1-羟基环己基苯基酮，2-甲基-1- (4-甲硫基苯基）-2-吗啉基-1-丙酮，2-苄基-2-二 甲基氨基-1-(4-吗啉苯基）丁酮，IRGA⑶RE500, 2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮；2-羟 基-2-甲基苯基丙烷-1-酮，a，a-二甲氧基-a-苯基苯乙酮，，DARO⑶R4265中的一种或 几种的混合物。
6. 根据权利要求4所述一种紫外线和湿气双重固化组合物，其特征在于，所述催化剂 为正钛酸异丙酯，钛酸四丁酯，乙酰乙酸乙酯钛复合物，钛酸四叔丁酯复合物，二月桂酸二 甲基锡，乙酰乙酸乙酯锡复合物中的一种或几种的混合物。
7. 根据权利要求4所述一种紫外线和湿气双重固化组合物，其特征在于，所述硅烷偶 联剂为甲基三甲氧基硅烷，甲基三乙氧基硅烷，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，乙烯基 二甲氧基娃烧，乙條基二乙氧基娃烧，氣丙基二乙氧基娃烧中的一种或几种的混合物。
8. 根据权利要求4所述一种紫外线和湿气双重固化组合物，其特征在于，所述添加剂 为颜料，消泡剂或者二者的混合物。
9. 根据权利要求4所述一种紫外线和湿气双重固化组合物，其特征在于，所述活性稀 释单体为丙烯酸单体。
10. 权利要求4所述紫外线和湿气双重固化组合物的制备方法，其特征在于，按照如下 步骤进行： (a) 将改性聚氨酯，硅烷偶联剂在室温，真空条件下混合20?30分钟； (b) 加入光引发剂，活性稀释单体，催化剂，添加剂，在室温、避光条件下混合20?30分 钟，使其均匀。
【专利摘要】本发明公开了属于高分子材料技术领域的一种紫外线和湿气双重固化型改性聚氨酯及其制备方法。所述的改性聚氨酯的结构式如说明书通式I所示。本发明的紫外线和湿气双重固化型改性聚氨酯具有双重固化方式，解决单一光固化方式的缺陷，同时，由于所设计的树脂分子中含有双键基团，可以降低固化能量，提高交联密度，解决固化深度问题；提高树脂的耐候性；改善树脂的耐温性能。
【IPC分类】C08G18-10, C08G18-38, C08G18-67, C08L75-14, C08G18-66, C09D175-14, C08G18-44, C08G18-48, C09J175-14
【公开号】CN104558501
【申请号】CN201410767815
【发明人】刘信庆, 李海宾, 李守平, 史伟同
【申请人】北京海斯迪克新材料有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月15日