一种端羟基聚丁二烯改性紫外光固化水性聚氨酯的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种端羟基聚丁二烯改性紫外光固化水性聚氨酯的制备方法，属于光固化涂料领域。
[0002]背景介绍
[0003]紫外光固化涂料是一种新型绿色环保涂料，具有固化快、污染小、高效节能等优点。紫外光固化涂料主要由预聚物、活性单体、光引发剂及助剂组成，其中预聚物构成了固化膜交联网状结构的骨架，是产品物理、化学性能的主要决定因素。传统涂料树脂一般均需高温固化(150?200°C)，固化时间长、能耗高且大面积施工不方便，并且其对底层的附着力、耐有机溶剂性、高温时漆膜的机械强度等性能差。采用异佛尔酮二异氰酸酯(iroi)、聚碳酸酯二元醇(P⑶L)、端羟基聚丁二烯(HTPB)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)等单体制得的改性紫外光固化水性聚氨酯与传统聚氨酯相比，具有较高的附着力、耐磨性、耐油性及耐化学品性等，且分子链末端具有大量双键，可在室温下紫外光固化成膜，耐热、耐候性能良好，在光固化涂料领域有巨大潜力。
【发明内容】
[0004]本发明涉及一种端羟基聚丁二烯改性紫外光固化水性聚氨酯的制备方法，其目的在于提供一种利用异氰酸酯、液体橡胶及丙烯酸单体改性合成的具有适中分子量且优异的化学及力学性能的水性聚氨酯。在该聚合物中，聚合物链端具有大量双键结构，这使得所制备的树脂可在室温下紫外光固化，从而避免了传统聚氨酯树脂需要高温固化的缺点，且能达到更加优异的性能，如耐热性、耐候性、力学性能等。
[0005]本发明的技术方案是:
[0006]端羟基聚丁二烯改性紫外光固化水性聚氨酯的制备方法，包括如下步骤:
[0007](1)将所用异氰酸酯、液体橡胶、聚酯多元醇、亲水性扩链剂、丙烯酸单体进行脱水处理；
[0008](2)以摩尔份数计，将共计0.15份摩尔重量的PCDL单体及Η?ΤΒ单体加入干燥洁净的四口烧瓶中，加入金属有机化合物类催化剂，通入氮气保护，室温下搅拌均匀；
[0009](3)将上述四口烧瓶置于油浴锅中，升温至45°C，利用恒压滴液漏斗以2s每滴的速度滴加0.3份摩尔重量的IPDI，持续搅拌，反应2.5h;
[0010](4)第一阶段反应结束后，向体系中加入0.1125份摩尔重量的二羟甲基丁酸(DMBA)，并升温至70°C，反应3h ；
[0011](5)第二阶段反应结束后，利用恒压滴液漏斗以2s每滴的速度继续将0.075?
0.125份摩尔重量的PETA或HEMA滴加至反应体系，保持温度70°C，反应3.5h，得到设计的端羟基聚丁二烯改性紫外光固化水性聚氨酯预聚物。
【具体实施方式】
[0012]实施例1
[0013]将0.0lg催化剂DBTDL、254.4gPCDL及54.72gHITB加入洁净的四口烧瓶中，插入氮气导管、搅拌棒，搅拌5分钟，将烧瓶置于45°C油浴锅中，利用恒压滴液漏斗将66.68gIPDI以2s每滴的速度缓慢加入到四口烧瓶中，持续搅拌反应2.5h;
[0014]将油浴锅升温至70°C，将16.67gDMBA平均分三次加入烧瓶，每次间隔15分钟，持续搅拌反应3h;
[0015]利用恒压滴液漏斗继续将33.53gPETA以2s每滴的速度滴加到反应体系中，持续搅拌反应3.5h，得到所设计的端羟基聚丁二烯改性紫外光固化水性聚氨酯，即产物。
[0016]实施例2
[0017]将0.0lg催化剂DBTDL、254.4gPCDL及54.72gHITB加入洁净的四口烧瓶中，插入氮气导管、搅拌棒，搅拌5分钟，将烧瓶置于45°C油浴锅中，利用恒压滴液漏斗将66.68gIPDI以2s每滴的速度缓慢加入到四口烧瓶中，持续搅拌反应2.5h;
[0018]将油浴锅升温至70°C，将16.67gDMBA平均分三次加入烧瓶，每次间隔15分钟，持续搅拌反应3h;
[0019]利用恒压滴液漏斗继续将14.64gHEMA以2s每滴的速度滴加到反应体系中，持续搅拌反应3.5h，得到所设计的端羟基聚丁二烯改性紫外光固化水性聚氨酯，即产物。
【主权项】
1.一种端羟基聚丁二烯改性紫外光固化水性聚氨酯的制备方法，其特征步骤为: (1)将所用异氰酸酯、液体橡胶、聚酯多元醇、亲水性扩链剂、丙烯酸单体进行脱水处理； (2)以摩尔份数计，将共计0.15份摩尔重量的PCDL单体及HTPB单体加入干燥洁净的四口烧瓶中，加入金属有机化合物类催化剂，通入氮气保护，室温下搅拌均匀； (3)将上述四口烧瓶置于油浴锅中，升温至45°C，利用恒压滴液漏斗以2s每滴的速度滴加0.3份摩尔重量的IPDI，持续搅拌，反应2.5h ； (4)第一阶段反应结束后，向体系中加入0.1125份摩尔重量的二羟甲基丁酸(DMBA)，并升温至70°C，反应3h; (5)第二阶段反应结束后，利用恒压滴液漏斗以2s每滴的速度继续将0.075?0.125份摩尔重量的PETA或HEMA滴加至反应体系，保持温度70°C，反应3.5h，得到设计的端轻基聚丁二烯改性紫外光固化水性聚氨酯预聚物；2.如权利要求1所述的一种端羟基聚丁二烯改性紫外光固化水性聚氨酯的制备方法，其特征在于:步骤(5)中所述含羟基且含大量双键的功能单体为甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)中的至少一种。
【专利摘要】本发明涉及一种端羟基聚丁二烯改性紫外光固化水性聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：在催化剂及45℃加热搅拌下，将脂肪族二异氰酸酯与聚酯多元醇、端羟基聚丁二烯共同反应2.5h得到产物(A)；升温至70℃，将同时含有-OH和-COOH基团的单体加入反应体系，与产物(A)反应3h得到产物(B)；保持70℃，继续将同时含有-OH和-C＝C基团的单体加入反应体系，与产物(B)反应3.5h得到产物(C)，即制得一种端羟基聚丁二烯改性紫外光固化水性聚氨酯。本发明解决了传统聚氨酯需高温固化的缺点，所得聚合物链端具有大量双键结构，这使得所制备的树脂可在室温下紫外光固化，且能达到更加优异的性能，如耐热性、耐候性、力学性能等。
【IPC分类】C08G18/44, C08G18/69, C08G18/67, C08G18/75, C08G18/34
【公开号】CN105482059
【申请号】CN201510940589
【发明人】姚伯龙, 孙常青, 高旭瑞, 王利魁, 郑春森, 李洪萍, 赵海平
【申请人】江南大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月16日