專利名稱：一種聚氨酯丙烯酸酯低聚物及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚氨酯丙烯酸酯低聚物，特別是涉及一種烷基酚聚氧乙烯醚型聚氨酯丙烯酸酯低聚物及其制備方法，該低聚物可應(yīng)用于可用于光固化涂料。
背景技術(shù)：
近年來，人們對環(huán)保的要求越來越高，溶劑型涂料因?yàn)閾]發(fā)性有機(jī)物(VOC)的排放受到越來越嚴(yán)格的限制，以紫外光固化涂料(UVCC)、水性涂料、高固體分涂料和粉末涂料為代表的綠色環(huán)保型涂料成為人們關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。與其它幾類涂料相比，UVCC具有固化速度快、固化溫度低、環(huán)保節(jié)能、涂層性能優(yōu)異，可用于塑料、紙張和木材等熱敏性底材的涂布等優(yōu)勢。此類涂料一般由紫外光固化樹脂、活性單體、光引發(fā)劑及助劑等組成，其中紫外光固化樹脂是最主要的組分。聚氨酯丙烯酸酯是此類涂料中研究和應(yīng)用最為廣泛的樹脂，它一般由異氰酸酯、長鏈多元醇及丙烯酸羥基酯反應(yīng)制得。具有最優(yōu)異的綜合性能，如柔韌、硬度、耐磨以及光洋等。但跟其它類型的光固化樹脂一樣，聚氨酯丙烯酸酯同樣因?yàn)闃渲扯雀叨枰尤氪罅康幕钚詥误w調(diào)節(jié)。而活性單體都具有特殊的刺激性氣味和較高的毒性，對局部環(huán)境有污染，對操作人員存在傷害；且價(jià)格昂貴，使產(chǎn)品成本增加。此外，多官能度的聚氨酯丙烯酸酯還因?yàn)榫哂休^高的交聯(lián)度而使得固化膜耐水、耐腐蝕性等增強(qiáng)，但同時(shí)也增加了膜的脆性，使得附著力下降、成膜性不好。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)的聚氨酯丙烯酸酯粘度高，官能度高時(shí)，粘度會更高，且附著力下降，成膜性能變差。因此，選用新的擴(kuò)鏈單體，對聚氨酯丙烯酸酯進(jìn)行改性，降低樹脂粘度，從而減少甚至避免活性單體的使用，同時(shí)降低樹脂的官能度，在保持樹脂綜合性能的前提下提高樹脂的附著力及成膜性能，具有非常現(xiàn)實(shí)的意義。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的第一目的在于提供一種新穎的聚氨酯丙烯酸酯低聚物，其具有低的粘度，高的附著力以及優(yōu)異的成膜性能。本發(fā)明之另一目的在于提供一種所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物的制備方法。本發(fā)明第三個(gè)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應(yīng)用。本發(fā)明對聚氨酯丙烯酸酯樹脂進(jìn)行改性，降低聚氨酯丙烯酸酯樹脂黏度與官能度，可減少甚至避免活性單體的使用，在保持樹脂綜合性能的前提下提高樹脂的附著力及成膜性能，改善現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。本發(fā)明目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種聚氨酯丙烯酸酯低聚物，具有以下結(jié)構(gòu):
權(quán)利要求
1.一種聚氨酯丙烯酸酯低聚物，其特征在于，具有以下結(jié)構(gòu):
2.根據(jù)權(quán)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為二亞甲基、三亞甲基或四亞甲基。
3.根據(jù)權(quán)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為六亞甲基或具有以下結(jié)構(gòu)的二價(jià)的芳香族或脂肪族的有機(jī)基團(tuán):
4.根據(jù)權(quán)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為壬基。
5.一種如權(quán)利要求1所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)烷基酚聚氧乙烯醚與二異氰酸酯的半加成物的合成: 將烷基酚聚氧乙烯醚，于40-60°C下，滴加二異氰酸酯，控制0.5小時(shí)內(nèi)滴加完，后保溫反應(yīng)5-30分鐘，得烷基酚聚氧乙烯醚與二異氰酸酯的半加成物； (2)聚氨酯丙烯酸酯低聚物的合成: 將步驟(I)的半加成物降溫至30-40°C，滴加丙烯酸羥烷酯或甲基丙烯酸羥烷酯及阻聚劑的均勻混合物于步驟(I)的反應(yīng)物中，控制0.5小時(shí)內(nèi)滴加完，后保溫反應(yīng)15-30分鐘，滴加催化劑，并繼續(xù)反應(yīng)40-60分鐘，后升溫至50-60°C，繼續(xù)反應(yīng)15-40分鐘，得聚氨酯丙烯酸酯低聚物； 所述的二異氰酸酯為芳香族和/或脂肪族二異氰酸酯； 所述二異氰酸酯與烷基酚聚氧乙烯醚的摩爾比為1:1 1: 1.01;丙烯酸羥烷酯或甲基丙烯酸羥烷酯與二異氰酸酯的摩爾比為1:1; 所述的阻聚劑為對羥基苯甲醚或?qū)Ρ蕉?，以丙烯酸羥烷酯或甲基丙烯酸羥烷酯100重量份計(jì)，所述阻聚劑為0.05 1.5重量份； 所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫，以烷基酚聚氧乙烯醚100重量份計(jì)，所述催化劑為0.1 0.15重量份。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚氨酯丙烯酸酯低聚物的制備方法，其特征在于:所述二異氰酸酯為六亞甲基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、4，4’ - 二苯基甲烷二異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚氨酯丙烯酸酯低聚物的制備方法，其特征在于:所述烷基酚聚氧乙烯醚為壬基酚聚氧乙烯醚。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚氨酯丙烯酸酯低聚物的制備方法，其特征在于:所述丙烯酸羥烷酯為丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯或丙烯酸羥丁酯；甲基丙烯酸羥烷酯為甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯或甲基丙烯酸羥丁酯。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚氨酯丙烯酸酯低聚物的制備方法，其特征在于:以丙烯酸羥烷酯或甲基丙烯酸羥烷酯100重量份計(jì)，所述的阻聚劑為0.1 I重量份。
10.權(quán)利要求1 所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物在光固化涂料中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚氨酯丙烯酸酯低聚物及其制備方法與應(yīng)用，該聚氨酯丙烯酸酯低聚物由單官能的烷基酚聚氧乙烯醚與二異氰酸酯反應(yīng)，并以丙烯酸羥基酯封端。制備時(shí)，先將烷基酚聚氧乙烯醚于40-60℃下，滴加二異氰酸酯，保溫反應(yīng)，得半加成物；將半加成物降溫至30-40℃，滴加丙烯酸羥烷酯或甲基丙烯酸羥烷酯及阻聚劑的均勻混合物于反應(yīng)物中，后保溫反應(yīng)15-30分鐘，滴加催化劑，并繼續(xù)反應(yīng)40-60分鐘，后升溫至50-60℃，繼續(xù)反應(yīng)，得聚氨酯丙烯酸酯低聚物；本發(fā)明在分子結(jié)構(gòu)中引入長的柔性鏈段，并為單官能度，分子鏈可自由旋轉(zhuǎn)，使樹脂具有優(yōu)異的柔韌性的同時(shí)具有極低的粘度；同時(shí)結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)，使分子也不失剛性。
文檔編號C07C269/02GK103193678SQ201310098419
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者楊明雄, 周嬋華, 涂偉萍, 王邦清 申請人:長興(廣州)電子材料有限公司, 華南理工大學(xué)