專利名稱：一種8官能度聚氨酯丙烯酸酯及其制備方法和應用的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于材料領域，涉及一種8官能度聚氨酯丙烯酸酯及其制備方法和應用。
背景技術(shù)：
隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展和環(huán)境保護法規(guī)對溶劑的嚴格限制，UV光固化高分子材料越來越受到人們的重視。UV光固化材料具有固化快、能耗低、污染少、效率高等優(yōu)良性能，因而廣泛用于涂料、印刷以及電子工業(yè)等領域，近年來發(fā)展迅速。聚氨酯丙烯酸酯(polyurethane acrylate, PUA)是一種重要的光固化低聚物,具有低刺激、固化速度快、高透明性、抗拉伸、內(nèi)聚能高等優(yōu)良性能，廣泛用于光固化油墨、涂料、膠粘劑等領域，在美國、日本、歐洲發(fā)達國家應用廣泛。近年來，隨著紫外光固化技術(shù)在我國的興起，新型光固化材料作為UV涂料、油墨、粘合劑的原料用途越來越廣，使用量在逐年增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種8官能度聚氨酯丙烯酸酯。本發(fā)明的另一目的是提供該8官能度聚氨酯丙烯酸酯的制備方法。本發(fā)明的又一目的是提供該8官能度聚氨酯丙烯酸酯的應用。本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)方案實現(xiàn):一種8官能度聚氨酯丙烯酸酯，通過如下方法制備得到:先由無水檸檬酸在催化劑作用下與環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷反應而制得的四羥基檸檬酸聚醚酯，四羥基檸檬酸聚醚酯再與二異氰酸酯及三羥甲基丙烷二丙烯酸酯反應制得8官能度聚氨酯丙烯酸酯。其中，·第一步反應路線如下:
CHCOOHCHCO-(OCxHv)3OH
II "
HO-C-COOHCH； -CH-R — HO-(CcH^O)e-C- C0-(0CrH^>0H
I\ /— _ I
CHiCOOHOCH； CO-COCeH2e ):0H
(I)當n=2，-R為-H時為環(huán)氧乙烷與檸檬酸反應；當n=3, -R為-CH3時為環(huán)氧丙烷與朽1檬酸反應；其中a+b+c+d=5 8。四羥基檸檬酸聚醚酯的制備包括以下步驟:lmol無水檸檬酸在催化劑作用下，在高壓反應釜中于155°C 165°C滴加5 8mol環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷反應，反應壓力控制在
0.2-0.6MPa，滴加完環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷后155°C 165°C再保溫I 3小時，然后冷卻至80°C以下，加入活性白土攪拌30分鐘，進行循環(huán)壓濾直至澄清透明，得四羥基檸檬酸聚醚酯。所述催化劑為甲酸鈉、甲酸鉀、苯甲酸鈉、苯甲酸鉀中的一種或兩種或兩種以上任意比例混和物，催化劑用量為無水檸檬酸與環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷總質(zhì)量的lwt% 5wt%?；钚园淄劣昧繛闊o水檸檬酸與環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷總質(zhì)量的lwt% 5wt%。本發(fā)明所述的8官能度聚氨酯丙烯酸酯，優(yōu)選Imol所制得的四羥基檸檬酸聚醚酯與4 4.5mol 二異氰酸酯及4 6mol三羥甲基丙烷二丙烯酸酯于60°C 95°C反應而制得所述的8官能度聚氨酯丙烯酸酯。本發(fā)明所述的8官能度聚氨酯丙烯酸酯，進一步優(yōu)選Imol所制得的四羥基檸檬酸聚醚酯與4 4.5mol 二異氰酸酯在催化劑二月桂酸二丁基錫的催化下升溫到60°C 65°C攪拌保溫反應2 3小時得中間體式(III)化合物，中間體式(III)化合物在阻聚劑、催化劑二月桂酸二丁基錫作用下與4 6mol三羥甲基丙烷二丙烯酸酯于0.5 I小時緩慢升溫至80°C 85°C保溫反應4 5小時制得8官能度聚氨酯丙烯酸酯。其中阻聚劑可以為對羥基苯甲醚或?qū)Ρ蕉樱溆昧繛?00-5000ppm，催化劑二月桂酸二丁基錫每次用量為100_3000ppm。所述的二異氰酸酯選自TD1、HD1、IPD1、HMD1、MDI中的一種。第二步反應路線如下:四羥基檸檬酸聚醚酯與二異氰酸酯反應得中間體:
權(quán)利要求
1.一種8官能度聚氨酯丙烯酸酯，其特征在于通過如下方法制備得到:先由無水檸檬酸在催化劑作用下與環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷反應而制得的四羥基檸檬酸聚醚酯，四羥基檸檬酸聚醚酯再與二異氰酸酯及三羥甲基丙烷二丙烯酸酯反應制得8官能度聚氨酯丙烯酸酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的8官能度聚氨酯丙烯酸酯，其特征在于:其中四羥基檸檬酸聚醚酯的制備包括以下步驟=Imol無水檸檬酸在催化劑作用下，在高壓反應釜中于155°C 165°C滴加5 8mol環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷反應，反應壓力控制在0.2-0.6MPa，滴加完環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷后155°C 165°C再保溫I 3小時，然后冷卻至80°C以下，加入活性白土攪拌30分鐘，進行循環(huán)壓濾直至澄清透明，得四羥基檸檬酸聚醚酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的8官能度聚氨酯丙烯酸酯，其特征在于:所述催化劑為甲酸鈉、甲酸鉀、苯甲酸鈉、苯甲酸鉀中的一種或兩種或兩種以上任意比例混和物，催化劑用量為無水檸檬酸與環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷總質(zhì)量的0.5wt% 3wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的8官能度聚氨酯丙烯酸酯，其特征在于:lmol所制得的四羥基朽1檬酸聚醚酯與4 4.5mol 二異氰酸酯及4 6mol三輕甲基丙燒二丙烯酸酯于60 V 95°C反應而制得所述的8官能度聚氨酯丙烯酸酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的8官能度聚氨酯丙烯酸酯，其特征在于:所述的二異氰酸酯選自 TD1、HD1、IPD1、HMD1、MDI 中的一種。
6.權(quán)利要求1所述的8官能度聚氨酯丙烯酸酯的制備方法，其特征在于:先由無水檸檬酸在催化劑作用下與環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷反應而制得的四羥基檸檬酸聚醚酯，四羥基檸檬酸聚醚酯再與二異氰酸酯及三羥甲基丙烷二丙烯酸酯反應制得8官能度聚氨酯丙烯酸酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的8官能度聚氨酯丙烯酸酯的制備方法，其特征在于:其中四羥基檸檬酸聚醚酯的制備包括以下步驟=Imol無水檸檬酸在催化劑作用下，在高壓反應釜中于155°C 165°C滴加5 8mol環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷反應，反應壓力控制在0.2-0.6MPa，滴加完環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷后155°C 165°C再保溫I 3小時，然后冷卻至80°C以下，力口入活性白土攪拌30分鐘，進行循環(huán)壓濾直至澄清透明，得四羥基檸檬酸聚醚酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的8官能度聚氨酯丙烯酸酯的制備方法，其特征在于:所述催化劑為甲酸鈉、甲酸鉀、苯甲酸鈉、苯甲酸鉀中的一種或兩種或兩種以上任意比例混和物，催化劑用量為無水檸檬酸與環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷總質(zhì)量的0.5wt% 3wt%。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的8官能度聚氨酯丙烯酸酯的制備方法，其特征在于:lmol所制得的四羥基檸檬酸聚醚酯與4 4.5mol 二異氰酸酯及4 6mol三羥甲基丙烷二丙烯酸酯于60°C 95°C反應而制得所述的8官能度聚氨酯丙烯酸酯；所述的二異氰酸酯優(yōu)選TD1、HD1、IPD1、HMD1、MDI 中的一種。
10.權(quán)利要求1所述的8官能度聚氨酯丙烯酸酯在制備UV涂料、油墨或粘合劑中的應用。
全文摘要
本發(fā)明屬于材料領域，涉及一種8官能度聚氨酯丙烯酸酯及其制備方法和應用。該8官能度聚氨酯丙烯酸酯，通過如下方法制備得到先由無水檸檬酸在催化劑作用下與環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷反應而制得的四羥基檸檬酸聚醚酯，四羥基檸檬酸聚醚酯再與二異氰酸酯及三羥甲基丙烷二丙烯酸酯反應制得8官能度聚氨酯丙烯酸酯。該8官能度UV光固化聚氨酯丙烯酸酯固化后，具有硬度高、耐磨、耐刮、耐熱、耐候性等優(yōu)良性能，能夠在作為UV涂料、油墨、粘合劑的原料應用。
文檔編號C07C69/704GK103242507SQ20131014275
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月23日
發(fā)明者胡劍飛, 張麗麗, 王?？?申請人:江蘇利田科技股份有限公司