一种紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法技术

技术编号:15680706 阅读:295 留言:0更新日期:2017-06-23 10:23
本发明专利技术公开一种紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法,方法包括步骤:合成聚氨酯预聚体:将二异氰酸酯、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸及催化剂反应得到聚氨酯预聚体;合成部分封端的聚氨酯丙烯酸酯:将阻聚剂、抗氧化剂、带羟基的多官丙烯酸酯加入聚氨酯预聚体中反应,得到部分封端的聚氨酯丙烯酸酯;中和及分散:往部分封端的聚氨酯丙烯酸酯中加入有机胺进行中和,然后进行分散;胺扩链:再加入多元胺进行扩链反应得到紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯。通过本发明专利技术的制备方法所制得的产物具有高固含、高硬度、不含有机溶剂、附着力好、可自干或UV光固化的优点,可以应用在光固化木器纸张涂料,光固化塑胶涂料,光固化油墨及光固化胶粘剂等领域。

UV curable waterborne polyurethane acrylate and preparation method thereof

The invention discloses a UV curable waterborne polyurethane acrylate and a preparation method thereof. The method comprises the following steps: synthesis of polyurethane prepolymer: polyester polyol, diisocyanate, dimethylol propionic acid and catalyst reaction of polyurethane prepolymer; synthesis terminated polyurethane acrylate: inhibitor, antioxidant, hydroxyl multi the official acrylate polyurethane prepolymer was added into reaction by polyurethane acrylate terminated part; neutralization and dispersion: adding organic amine urethane acrylate partially blocked by neutralizing, then dispersed; amine chain extender: adding polyamine chain extension reaction of UV curable waterborne polyurethane acrylate. The preparation method of the invention has the advantages of high solid content, high hardness, good adhesion, no organic solvent, can be dried or UV light curing advantages of the prepared product can be used in curing wood paper coatings, UV curable plastic coatings, UV curable ink and light curing adhesive etc..

【技术实现步骤摘要】
一种紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法
本专利技术涉及涂料、油墨、胶黏剂
,尤其涉及一种紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法。
技术介绍
聚氨酯丙烯酸酯涂料因其具有良好的耐磨性、粘接性、耐低温性、耐冲击性、耐溶剂性、耐大气性等,在涂料工业中一直占有重要的地位。但是传统的聚氨酯丙烯酸酯光固化涂料一般以有机溶剂为分散介质,有毒易燃,对人体环境有一定的危害。也需要通过加入活性稀释剂来调节树脂的粘度,而这些活性稀释剂通常具有一定的皮肤刺激性和挥发性,即使紫外光固化后,仍然有部分未反应完的小分子挥发到空气中对人和环境都造成伤害。随着技术的发展和人们环保意识的提高,以水为分散介质的紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料得到了快速的发展,是目前研究和开发最活跃的体系。紫外光固化水性涂料因其环保、节能和清洁生产理念而日益为人们所关注。紫外光固化水性涂料结合了水性涂料和光固化涂料两者的优点,解决了传统光固化涂料涂膜硬度和柔韧性之间的矛盾。然而,目前报道的紫外光固化水性树脂的固含量只有30-40%,不超过50%,因为合成的聚氨酯丙烯酸酯预聚物粘度太高,无法用水分散不易形成稳定的乳液。而且漆膜硬度不高,官能度都比较低,固化速度慢,耐磨差,只能应用在一些底漆。同时漆膜的形成只能进行单一的固化方式,水分蒸发后漆膜无法表干,容易粘连不有利于后期加工,对于紫外光固化不完全区域无法得到很好固化,不适合异型件的涂装。因此,现有技术还有待改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足,本专利技术的目的在于提供一种紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法,旨在解决现有技术中聚氨酯丙烯酸酯性能有待提高的问题。本专利技术的技术方案如下:一种紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法,其中,包括步骤:合成聚氨酯预聚体:将二异氰酸酯、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸及催化剂反应得到聚氨酯预聚体;合成部分封端的聚氨酯丙烯酸酯:将阻聚剂、抗氧化剂、带羟基的多官丙烯酸酯加入聚氨酯预聚体中反应,得到部分封端的聚氨酯丙烯酸酯;中和及分散:往部分封端的聚氨酯丙烯酸酯中加入有机胺进行中和,然后进行分散;胺扩链:再加入多元胺进行扩链反应得到水性聚氨酯丙烯酸酯。所述的紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法,其中,二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、聚酯多元醇、带羟基的多官丙烯酸酯、有机胺的摩尔比为(3-7):(1-5):1:(1-1.5):(0.5-1)。所述的紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法,其中,所述聚酯多元醇为己二酸型聚酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇的一种或多种的混合物。所述的紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法,其中,所述带羟基的多官丙烯酸酯为二三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯的一种或者多种的混合物。所述的紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法,其中,所述多元胺为乙二胺、己二胺、异佛尔酮二胺的一种或者多种的混合物。所述的紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法,其中,所述催化剂为二月桂酸二丁基锡,所述催化剂的加入量为二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、聚酯多元醇和带羟基的多官丙烯酸酯总质量的0.1-1%。所述的紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法,其中,所述阻聚剂为对羟基苯甲醚,所述阻聚剂的加入量为二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、聚酯多元醇和带羟基的多官丙烯酸酯总质量的0.1-0.5%。所述的紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法,其中,所述抗氧化剂为BHT,所述抗氧化剂的加入量为二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、聚酯多元醇和带羟基的多官丙烯酸酯总质量的0.1-0.5%。所述的紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法,其中,所述有机胺为三乙胺。一种紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯,其中,采用如上任一项所述的制备方法制成。有益效果:本专利技术使用二异氰酸酯作为反应物,制得的产品粘度低,容易进行分散,不需要加入有机溶剂进行稀释,固含量高,所得到漆膜硬度高,固化速度快,漆膜丰满度高、耐水煮性好。具体实施方式本专利技术提供一种紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法,为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。本专利技术所提供的一种紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法,其包括步骤:S1、合成聚氨酯预聚体:将二异氰酸酯、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸及催化剂反应得到聚氨酯预聚体;S2、合成部分封端的聚氨酯丙烯酸酯:将阻聚剂、抗氧化剂、带羟基的多官丙烯酸酯加入聚氨酯预聚体中反应,得到部分封端的聚氨酯丙烯酸酯;S3、中和及分散:往部分封端的聚氨酯丙烯酸酯中加入有机胺进行中和,然后进行分散;S4、胺扩链:再加入多元胺进行扩链反应得到紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯。通过本专利技术的制备方法所制得的产物具有高固含、高硬度、不含有机溶剂、附着力好、可自干或UV光固化的优点,可以应用在光固化木器纸张涂料,光固化塑胶涂料,光固化油墨及光固化胶粘剂等领域,具有很好的应用前景。所述二异氰酸酯是指四甲基苯二甲基二异氰酸酯(TMXDI)。在本专利技术中,二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、聚酯多元醇、带羟基的多官丙烯酸酯、有机胺的摩尔比为(3-7):(1-5):1:(1-1.5):(0.5-1)。进一步,所述聚酯多元醇为己二酸型聚酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇的一种或多种的混合物,所述的聚酯多元醇的分子量为500-3000。进一步,所述带羟基的多官丙烯酸酯为二三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯的一种或者多种的混合物。进一步,所述多元胺为乙二胺、己二胺、异佛尔酮二胺的一种或者多种的混合物。进一步,所述催化剂为二月桂酸二丁基锡,所述催化剂的加入量为二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、聚酯多元醇和带羟基的多官丙烯酸酯总质量的0.1-1%。进一步,所述阻聚剂为对羟基苯甲醚,所述阻聚剂的加入量为二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、聚酯多元醇和带羟基的多官丙烯酸酯总质量的0.1-0.5%。进一步,所述抗氧化剂为BHT,所述抗氧化剂的加入量为二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、聚酯多元醇和带羟基的多官丙烯酸酯总质量的0.1-0.5%。进一步,所述有机胺为三乙胺。中和度为:所述三乙胺与二羟甲基丙酸所含羧基摩尔比为(0.8-1):1。本专利技术的方法,具体过程如下:1)合成聚氨酯预聚体:在60-95℃下,将二异氰酸酯、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸在催化剂作用下反应2-3小时,得聚氨酯预聚体;2)合成部分封端的聚氨酯丙烯酸酯:在70-90℃下,将阻聚剂、抗氧化剂、带羟基的多官丙烯酸酯加入聚氨酯预聚体中,反应3-4小时,得到部分封端的聚氨酯丙烯酸酯;3)中和及分散:将温度控制在小于40℃的温度下,往部分封端的聚氨酯丙烯酸酯中加入有机胺进行中和15-30分钟,缓慢加入去离子水,进行搅拌分散,得到紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯水分散体;4)胺扩链:将温度控制在室温,加入多元胺进行扩链反应得到50%固含紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯水分散体,也即紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯。在上述条件下,所制备的产物其硬度高,固化速度快,丰满度高,耐水煮性也好。本专利技术还提供一种紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯,其采用如上任一项所述的制备方法制成。实施例1(1)聚氨酯预聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法,其特征在于,包括步骤:合成聚氨酯预聚体:将二异氰酸酯、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸及催化剂反应得到聚氨酯预聚体;合成部分封端的聚氨酯丙烯酸酯:将阻聚剂、抗氧化剂、带羟基的多官丙烯酸酯加入聚氨酯预聚体中反应,得到部分封端的聚氨酯丙烯酸酯;中和及分散:往部分封端的聚氨酯丙烯酸酯中加入有机胺进行中和,然后进行分散;胺扩链:再加入多元胺进行扩链反应得到紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯。

【技术特征摘要】
1.一种紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法,其特征在于,包括步骤:合成聚氨酯预聚体:将二异氰酸酯、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸及催化剂反应得到聚氨酯预聚体;合成部分封端的聚氨酯丙烯酸酯:将阻聚剂、抗氧化剂、带羟基的多官丙烯酸酯加入聚氨酯预聚体中反应,得到部分封端的聚氨酯丙烯酸酯;中和及分散:往部分封端的聚氨酯丙烯酸酯中加入有机胺进行中和,然后进行分散;胺扩链:再加入多元胺进行扩链反应得到紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯。2.根据权利要求1所述的紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法,其特征在于,二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、聚酯多元醇、带羟基的多官丙烯酸酯、有机胺的摩尔比为(3-7):(1-5):1:(1-1.5):(0.5-1)。3.根据权利要求1所述的紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法,其特征在于,所述聚酯多元醇为己二酸型聚酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇的一种或多种的混合物。4.根据权利要求1所述的紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法,其特征在于,所述带羟基的多官丙烯酸酯为二三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯的一...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢国仁
申请(专利权)人:广东昊辉新材料有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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