可雙重固化的有機氟改性聚氨酯預(yù)聚物和制備方法及其制成的紫外光固化膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可雙重固化的有機氟改性聚氨酯預(yù)聚物 和制備方法及其制成的紫外光固化膜。
【背景技術(shù)】
[0002] UV固化涂料，因具有低VOC排放量、能耗低、干燥迅速、硬度高、生產(chǎn)周期短等優(yōu) 點，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。當紫外光直接照射到涂膜，使涂膜獲得足夠的輻射強度時，固化 后的涂膜才能達到最佳性能指標，但對于不易被照到的部位，則無法有效固化，因此，UV固 化涂料在某些領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。為此，人們研宄開發(fā)了具有不同反應(yīng)原理的雙重固化 體系，利用光固化使體系快速定型或達到"表干"，再利用其它反應(yīng)使陰影或底層部分固化 完成，達到體系的"實干"。
[0003] 由于聚氨酯預(yù)聚物固化后綜合性能優(yōu)良，對幾乎所有建筑材料粘結(jié)強度高、耐油、 耐低溫、耐老化性好，伸長率高，耐疲勞性好，耐稀酸、稀堿和霉菌，使用方便，價格適宜，因 此近年來的應(yīng)用發(fā)展十分迅速。聚氨酯預(yù)聚物的固化方式，主要有雙組份反應(yīng)固化、單組份 濕氣固化、紫外光固化等。若采用雙重固化的方式，能確保各部位涂膜完全固化，從而達到 提高聚氨酯預(yù)聚物涂膜的柔韌性、硬度、附著力、耐沸水性、熱穩(wěn)定性能的目的。然而，隨著 功能材料的快速發(fā)展，各行業(yè)對防水防油性能的要求越來越高，除了對固化方式的改進，弓丨 入功能性單體或聚合物以提高防水防油性能也成為必要。在聚氨酯樹脂中引入氟，可有效 降低材料的表面能，改善防水防油性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種可雙重固 化的有機氟改性聚氨酯預(yù)聚物。
[0005] 本發(fā)明另一目的在于提供一種上述可雙重固化的有機氟改性聚氨酯預(yù)聚物的制 備方法。
[0006] 本發(fā)明的再一目的在于提供上述可雙重固化的有機氟改性聚氨酯預(yù)聚物制備而 成的紫外光固化膜。
[0007] 本發(fā)明的又一目的在于提供上述紫外光固化膜的制備方法。
[0008] 本發(fā)明的目的通過下述方案實現(xiàn)：
[0009] -種可雙重固化的有機氟改性聚氨酯預(yù)聚物，該預(yù)聚物的分子結(jié)構(gòu)式為：
[0010]
【主權(quán)項】
1. 一種可雙重固化的有機氟改性聚氨酯預(yù)聚物，其特征在于：該預(yù)聚物的分子結(jié)構(gòu)式 為：
種，a為1~4之間的自然數(shù)，m為2~40之間的自然數(shù)，η為1~20之間的自然數(shù)；Rf表 示含氟烷烴鏈，Y表示緩沖鏈結(jié)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可雙重固化的有機氟改性聚氨酯預(yù)聚物的制備方法，其特征 在于按照以下操作步驟： (1) 加入除水的100重量份聚醚三元醇，升溫至50~65°C，加入12~50重量份二異 氰酸酯，攪拌混合均勻，升溫至70~80°C，反應(yīng)3~7h ;然后加入8~26重量份的丙烯酸 羥基酯或甲基丙烯酸羥基酯，在80°C下反應(yīng)4h后，即得到丙烯酸羥基酯部分封端的聚氨酯 低聚物或甲基丙烯酸羥基酯部分封端的聚氨酯低聚物； (2) 將100重量份的含氟丙烯酸酯或含氟甲基丙烯酸酯，2~10重量份的巰基乙醇， 100重量份的溶劑，2~3重量份的引發(fā)劑，攪拌混合均勾，在80~100°C下反應(yīng)10~15h 后，制得巰基乙醇單封端的含氟丙烯酸酯低聚物溶液或巰基乙醇單封端的含氟甲基丙烯酸 酯低聚物溶液； (3) 將20~40重量份的丙烯酸羥基酯部分封端的聚氨酯低聚物或甲基丙烯酸羥基酯 部分封端的聚氨酯低聚物，攪拌升溫至40°C，加入80~120重量份的巰基乙醇單封端的含 氟丙烯酸酯低聚物溶液或巰基乙醇單封端的含氟甲基丙烯酸酯低聚物溶液，以及〇. 01~ 0. 10重量份的催化劑，攪拌混合均勻后升溫至60~70°C，反應(yīng)2~7小時后得到可雙重固 化有機氟改性聚氨酯預(yù)聚物溶液；使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除去可雙重固化有機氟改性聚氨酯預(yù)聚 物溶液中的有機溶劑，得到可雙重固化的有機氟改性聚氨酯預(yù)聚物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟（1)中所述的聚醚三元醇的分 子量為300~7000 ;所述的二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、苯二亞 甲基二異氰酸酯、甲基環(huán)己基二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、己二異氰酸酯、異佛 爾酮二異氰酸酯中的一種或一種以上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟（1)中所述的丙烯酸羥基酯為 丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸4-羥基丁酯中的一種以上； 所述的甲基丙烯酸羥基酯為甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯中的一種以上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟（2)中所述的含氟丙烯酸酯為 丙烯酸偏三氟乙基酯、丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸十 氟丁酯中的一種以上； 所述的含氟甲基丙烯酸酯為甲基丙烯酸偏三氟乙基酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基 丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十氟丁酯中的一種以上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟（2)中所述的引發(fā)劑為偶氮二 異丁腈、偶氮二異戊腈、偶氮二異庚腈和偶氮二環(huán)己基甲腈中的一種以上；所述的溶劑為甲 苯、二甲苯、二氧六環(huán)、環(huán)己酮和乙二醇單甲醚中的一種以上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟（3)所述的催化劑為有機叔胺 類及有機金屬化合物；步驟（1)、（2)和（3)是在通氮氣的環(huán)境下攪拌進行。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于：所述的催化劑為四甲基丁二胺、二甲 基環(huán)己胺、五甲基二乙烯三胺、二丁基二月桂酸錫、辛酸鉛中的一種以上。
9. 一種由權(quán)利要求1所述的可雙重固化的有機氟改性聚氨酯預(yù)聚物制備而成的紫外 光固化膜。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的紫外光固化膜的制備方法，其特征在于按照以下操作步驟： 取10重量份可雙重固化的有機氟改性聚氨酯預(yù)聚物，〇. 4重量份的引發(fā)劑α，α -二乙氧 基苯乙酮，充分攪拌5~15分鐘至混合均勻，再加入0. 08重量份的水，攪拌并在玻璃片表 面涂膜，經(jīng)波長為365nm的紫外光照射lmin，得到紫外光固化膜。
【專利摘要】本發(fā)明屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種可雙重固化的有機氟改性聚氨酯預(yù)聚物和制備方法及其制成的紫外光固化膜。預(yù)聚物是由以下步驟制備的：(甲基)丙烯酸羥基酯部分封端的聚氨酯低聚物的制備；巰基乙醇單封端的含氟(甲基)丙烯酸酯低聚物溶液的制備；可雙重固化的有機氟改性聚氨酯光固化聚合物的制備。本發(fā)明預(yù)聚物兼具了含氟化合物和聚氨酯的特點，具有優(yōu)良的耐候、耐堿、耐化學腐蝕和耐紫外線等性能。同時在預(yù)聚物結(jié)構(gòu)中引入了紫外光固化基團和異氰酸酯基團，可在紫外光和濕氣(或水)存在的情況下雙重固化，從而達到提高預(yù)聚物涂覆膜防水、防油、耐溶劑、耐候、耐化學腐蝕等性能。過程簡單迅速，具有耗能低、污染少，節(jié)能高效的特點。
【IPC分類】C09D175-08, C08G18-48, C08G18-67, C08G18-62, C09D175-16, C08J5-18, C08J3-28
【公開號】CN104650314
【申請?zhí)枴緾N201510043610
【發(fā)明人】劉偉區(qū), 王紅蕾
【申請人】中科院廣州化學有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年1月28日