專利名稱：基于多元異氰酸酯和多元羥基聚丙烯酸酯的紫外光固化聚氨酯樹脂的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紫外光固化聚氨酯樹脂的制備方法，尤其涉及一種基于多元異氰 酸酯和多元羥基聚丙烯酸酯的紫外光固化聚氨酯樹脂的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源越來越受到重視，涂料工業(yè)的發(fā)展方 向和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)都發(fā)生了根本變化。特別以美國環(huán)保局1977年提出的“4E”原則(Economy、 Efficiency, Environment和Energy)為標(biāo)志，涂料朝著省資源、省能源、無污染方向發(fā)展， 隨之而出現(xiàn)了以水性涂料、輻射固化涂料、粉末涂料、高固體份涂料等系列為代表的“節(jié)約 型”涂料。其中紫外光固化涂料作為一種新興的涂料，以其優(yōu)異的性能，成為目前研究及應(yīng) 用的熱點。紫外光固化是指在紫外光的作用下，液態(tài)的低聚物(包括單體)經(jīng)過交聯(lián)聚合而形成固 態(tài)產(chǎn)物的過程，具有高效率、低消耗的優(yōu)點，并具有許多傳統(tǒng)涂料無法比擬的優(yōu)點，是一種 環(huán)境友好型技術(shù)。目前，紫外光固化樹脂以其獨特的技術(shù)優(yōu)勢，顯示出強大的生命力，為傳 統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)改造，也為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)(特別是電子信息產(chǎn)業(yè))的建立和發(fā)展提供了先進(jìn)的 技術(shù)手段，廣泛地用于化工、機械、電子、輕工、運輸、通訊等領(lǐng)域。但是常規(guī)的紫外光固化樹 脂機械強度較差，且不耐腐蝕，因此在室外長期使用條件下容易出現(xiàn)劃傷，不耐摩擦。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于多元異氰酸酯和多元羥基聚丙烯酸酯的紫外光 固化聚氨酯樹脂的制備方法，克服現(xiàn)有技術(shù)的紫外光固化聚氨酯樹脂機械強度低，不耐腐 蝕等缺點。本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，其特征方法步驟為1)恒壓滴液漏斗中加入2(Γ30重量份的單羥基丙烯酸酯、15 20重量份的丁醇及 0. Γ1重量份的催化劑，在3(T50°C溫度范圍內(nèi)緩慢滴入裝有3(Γ50重量份的多元異氰酸 酯中，0.5 1小時滴加完畢；2)在步驟1)滴加完畢后，調(diào)整油浴鍋溫度至2(T50°C，反應(yīng)廣2小時后，每隔1小時用 丙酮-二正丁胺法測定異氰酸酯含量，待反應(yīng)達(dá)到理論反應(yīng)程度后，即停止反應(yīng)；3)向步驟2)反應(yīng)后的產(chǎn)物加入2(Γ30重量份的多羥基丙烯酸酯樹脂與0.5^1. 5重量 份阻聚劑，在4(T50 °C下反應(yīng)纊12小時，用丙酮-二正丁胺法測量異氰酸酯基團(tuán)含量，當(dāng)含 量小于洲后停止反應(yīng)；4)測試步驟3)反應(yīng)后的產(chǎn)物，確定產(chǎn)物的固含量，按照固含量加入5 15重量份的活 性單體稀釋劑，即得產(chǎn)品。所述的多元異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二苯基甲烷二異 氰酸酯、三苯基甲烷三異氰酸酯、二異氰酸酯低聚合物(三聚/五聚體)及縮二脲、多亞甲基多苯基多異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯三聚體中的一種。所述的單羥基丙烯酸酯為(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙 烯酸羥丁酯和季戊四醇三丙烯酸酯中的1種。所述的催化劑為三乙胺、二乙烯二胺，N-甲基嗎啡啉等叔胺催化劑以及二月桂酸 丁基錫、辛酸亞錫和有機鉍等有機金屬鹽類催化劑中的一種。所述的阻聚劑為對羥基苯甲醚、對苯二酚、對苯醌、酚噻嗪、β —苯基萘胺、對叔 丁基鄰苯二酚等分子型阻聚劑，或者氯化亞銅、三氯化鐵等無機物中的一種。所述的多羥基聚丙烯酸酯樹脂為溶液聚合下列物質(zhì)制得一種或幾種(甲基)丙烯 酸和C1-C6烷基醇的酯化單體，至少1種含有羥基的(甲基)丙烯酸酯類單體。所述的活性單體稀釋劑為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙 烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、異冰片丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二 丙烯酸酯中的一種。本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明提供的紫外光固化聚氨酯樹脂主要是基于多元異氰酸酯 和多元羥基聚丙烯酸酯，并且采用單羥基丙烯酸酯類的單體封端，這樣不僅可以多官能度 單體過早交聯(lián)，同時可以引入更多的雙鍵，提高漆膜的交聯(lián)及相對分子量；產(chǎn)品具有優(yōu)異的 機械性能，并且耐腐蝕性能得到了大大加強，其各項性能均優(yōu)于普通的紫外光固化丙烯酸 聚氨酯；此外，該樹脂還具有合成工藝簡單、原料成本低及儲存期長等特點。
具體實施例方式實施例1本實施例說明測試反應(yīng)中異氰酸酯基團(tuán)含量時所采用丙酮-二正丁胺法。具體的測試方法如下1)配制0. lmol/L HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液。2)配制0. lmol/L 二正丁胺-丙酮標(biāo)準(zhǔn)溶液。3 )用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定二正丁胺標(biāo)準(zhǔn)液10 ml，使用HCl標(biāo)準(zhǔn)液體積V1Hil。4)在150ml的錐形瓶中加入W1 g反應(yīng)物的樣品(在轉(zhuǎn)化率較高時稱取量可以大 點)，加入丙酮溶解，最后加入少量指示劑溴酚藍(lán)。5)加入二正丁胺標(biāo)準(zhǔn)液10 ml攪拌均勻，在25°C左右保溫15分鐘。6)用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，顏色由藍(lán)色變成黃色，使用HCl標(biāo)準(zhǔn)液體積V2 ml。異氰酸酯基團(tuán)質(zhì)量摩爾濃度的計算
權(quán)利要求
1.一種基于多元異氰酸酯和多元羥基聚丙烯酸酯的紫外光固化聚氨酯樹脂的制備方 法，其特征是方法步驟為1)恒壓滴液漏斗中加入2(Γ30重量份的單羥基丙烯酸酯、15 20重量份的丁醇及 0. Γ1重量份的催化劑，在3(T50°C溫度范圍內(nèi)緩慢滴入裝有3(Γ50重量份的多元異氰酸 酯中，0.5 1小時滴加完畢；2)在步驟1)滴加完畢后，調(diào)整油浴鍋溫度至2(T50°C，反應(yīng)廣2小時后，每隔1小時用 丙酮_ 二正丁胺法測定異氰酸酯含量，待反應(yīng)達(dá)到理論反應(yīng)程度后，即停止反應(yīng)；3)向步驟2)反應(yīng)后的產(chǎn)物加入2(Γ30重量份的多羥基丙烯酸酯樹脂與0.5^1. 5重量 份阻聚劑，在4(T50 °C下反應(yīng)纊12小時，用丙酮-二正丁胺法測量異氰酸酯基團(tuán)含量，當(dāng)含 量小于2%后停止反應(yīng)；4)測試步驟3)反應(yīng)后的產(chǎn)物，確定產(chǎn)物的固含量，按照固含量加入5 15重量份的活 性單體稀釋劑，即得產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多元異氰酸酯和多元羥基聚丙烯酸酯的紫外光固化聚 氨酯樹脂的制備方法，其特征是所述的多元異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰 酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、三苯基甲烷三異氰酸酯、二異氰酸酯低聚合物(三聚/五聚 體)及縮二脲、多亞甲基多苯基多異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯三聚體中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多元異氰酸酯和多元羥基聚丙烯酸酯的紫外光固化聚 氨酯樹脂的制備方法，其特征是所述的單羥基丙烯酸酯為(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙 烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸羥丁酯和季戊四醇三丙烯酸酯中的1種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多元異氰酸酯和多元羥基聚丙烯酸酯的紫外光固化聚 氨酯樹脂的制備方法，其特征是所述的催化劑為三乙胺、二乙烯二胺，N-甲基嗎啡啉等叔胺 催化劑以及二月桂酸丁基錫、辛酸亞錫和有機鉍等有機金屬鹽類催化劑中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多元異氰酸酯和多元羥基聚丙烯酸酯的紫外光固化聚 氨酯樹脂的制備方法，其特征是所述的阻聚劑為對羥基苯甲醚、對苯二酚、對苯醌、酚噻 嗪、β —苯基萘胺、對叔丁基鄰苯二酚等分子型阻聚劑，或者氯化亞銅、三氯化鐵等無機物 中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多元異氰酸酯和多元羥基聚丙烯酸酯的紫外光固化聚 氨酯樹脂的制備方法，其特征是所述的多羥基聚丙烯酸酯樹脂為溶液聚合下列物質(zhì)制得 一種或幾種(甲基)丙烯酸和C1-C6烷基醇的酯化單體，至少1種含有羥基的(甲基)丙烯酸 酯類單體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多元異氰酸酯和多元羥基聚丙烯酸酯的紫外光固化聚 氨酯樹脂的制備方法，其特征是所述的活性單體稀釋劑為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧 基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、異冰片丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙 烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯中的一種。
全文摘要
一種基于多元異氰酸酯和多元羥基聚丙烯酸酯的紫外光固化聚氨酯樹脂的制備方法，方法步驟為1)恒壓滴液漏斗中加入單羥基丙烯酸酯、丁醇及二丁基二月桂酸錫；2)在步驟1)滴加完畢后，調(diào)整油浴鍋溫度至20~50℃，反應(yīng)1~2小時后后，即停止反應(yīng)；3)向步驟2)反應(yīng)后的產(chǎn)物加入20~30重量份的多羥基丙烯酸酯樹脂與0.5~1.5重量份阻聚劑4-甲氧基酚；4)按照固含量加入5~15重量份的活性單體稀釋劑，即得產(chǎn)品。本發(fā)明的優(yōu)點是可以多官能度單體過早交聯(lián)，同時可以引入更多的雙鍵，提高漆膜的交聯(lián)及相對分子量；產(chǎn)品具有優(yōu)異的機械性能，并且耐腐蝕性能得到了大大加強。
文檔編號C09D175/16GK102050938SQ20101057706
公開日2011年5月11日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者杜楠, 梁紅波, 熊磊, 王力強, 謝春英 申請人:南昌航空大學(xué), 成都飛機工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司