一种聚氨酯丙烯酸酯低聚物及其制备方法和一种水性涂料技术

本发明专利技术属于水溶性低聚物技术领域，具体涉及一种聚氨酯丙烯酸酯低聚物及其制备方法和一种水性涂料。本发明专利技术提供的聚氨酯丙烯酸酯低聚物利用尿素形成聚脲链段，再通过聚脲链段和羧基形成三维网状结构的氢键，达到改善涂料触变性的目的。实施例结果表明，本发明专利技术提供的聚氨酯丙烯酸酯低聚物用于水性涂料时，所得涂层外观平整，无明显流挂，且涂层的光泽度≥90Gu 60°。

A polyurethane acrylate oligomer and its preparation method and a waterborne coating

The invention belongs to the technical field of water-soluble oligomers, in particular to a polyurethane acrylate oligomer, a preparation method thereof and a water-borne paint. The polyurethane acrylate oligomer provided by the invention uses urea to form a polyurea chain segment, and then forms a three-dimensional network structure of hydrogen bonds through the polyurea chain segment and carboxyl group, so as to improve the thixotropy of the coating. The results of the embodiment show that when the polyurethane acrylate oligomer provided by the invention is used in water-borne coatings, the coatings obtained have smooth appearance, no obvious hanging, and the gloss of the coatings is greater than 90 Gu 60 degrees.

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯丙烯酸酯低聚物及其制备方法和一种水性涂料
本专利技术属于水溶性低聚物
，具体涉及一种聚氨酯丙烯酸酯低聚物及其制备方法和一种水性涂料。
技术介绍
传统涂料含有可挥发性有机溶剂(VOC)，易造成环境污染，不能满足现代社会对环保涂料的新要求，逐渐被紫外光固化涂料(简称UV涂料)所代替。UV涂料是一种不含挥发性有机溶剂，对环境污染小，减少了施工毒性；固化速度快，依靠紫外光照射即可实现硬化，且不易燃、不易爆，大大提升了涂料的安全性能，因此，成为替代传统涂料的主要产品。但目前的UV涂料中的水难以挥发，导致光固化前的漆膜流动性较好，很容易在固化过程中产生流挂，影响漆膜效果。为克服流挂问题，常规方法是通过添加大量的防流挂剂提高涂料粘度，从而消除流挂问题，但添加防流挂剂后很容易导致漆膜表面的光泽度降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种聚氨酯丙烯酸酯低聚物及其制备方法和一种水性涂料及其制备方法，本专利技术提供的聚氨酯丙烯酸酯低聚物作为水性涂料原料时，可提高水性涂料的触变性，达到防止漆膜在立面流挂的目的，同时使漆膜仍具有高光泽度。为实现以上目的，本专利技术提供了一种聚氨酯丙烯酸酯低聚物，由包括以下的制备原料聚合而成，所述制备原料包括主料和助剂；所述主料包括二异氰酸酯、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸、尿素和单羟基丙烯酸酯；所述助剂包括阻聚剂和催化剂。优选的，所述二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种；所述聚酯多元醇包括多元醇与二元酸的缩聚物；所述多元醇包括二元醇、三元醇和四元醇中的一种或几种；所述单羟基丙烯酸酯包括丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或几种。优选的，所述聚酯多元醇与二异氰酸酯的质量比为0.5～0.9:1；所述二羟甲基丙酸与二异氰酸酯的质量比为0.12～0.20:1；所述尿素与二异氰酸酯的质量比为0.027～0.042:1；所述单羟基丙烯酸酯与二异氰酸酯的摩尔比为1:0.5～2。优选的，所述阻聚剂包括对苯二酚和/或对甲氧基苯酚。优选的，所述催化剂包括月桂酸二丁基锡、辛酸钴和环烷酸锌中的一种或几种。优选的，所述阻聚剂占聚氨酯丙烯酸酯低聚物制备原料总质量的0.01～1％；所述催化剂占聚氨酯丙烯酸酯低聚物制备原料总质量的0.01～1％。本专利技术提供了上述技术方案所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物的制备方法，包括如下步骤：(1)将聚酯多元醇、二羟甲基丙酸、尿素和二异氰酸酯的混合物进行缩聚反应，得到聚氨酯预聚体；(2)将所述步骤(1)的聚氨酯预聚体与单羟基丙烯酸酯和助剂混合，进行缩合反应，得到聚氨酯丙烯酸酯低聚物；所述助剂包括阻聚剂和催化剂。优选的，所述步骤(1)的缩聚反应和步骤(2)的缩合反应的温度独立地为60～100℃；缩聚反应和缩合反应的时间独立地为1～3h。本专利技术还提供了一种水性涂料，以质量份计，包括8～30份聚氨酯丙烯酸酯低聚物、10～60份活性稀释剂、2～10份光引发剂、1～18份涂料助剂和30～50份水；所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物为上述技术方案所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物或上述技术方案所述制备方法制备得到的聚氨酯丙烯酸酯低聚物。优选的，所述涂料助剂包括流平剂、消泡剂、紫外光吸收剂和水性润湿剂中的一种或几种；所述活性稀释剂包括己二醇二丙烯酸酯、三聚丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或几种；所述光引发剂包括2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮和2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮中的一种或几种。本专利技术提供的聚氨酯丙烯酸酯低聚物由包括以下的制备原料聚合而成，制备原料包括主料和助剂；其中主料包括二异氰酸酯、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸、尿素和单羟基丙烯酸酯；助剂包括阻聚剂和催化剂。本专利技术利用尿素形成聚脲链段，再通过聚脲链段和羧基形成三维网状结构的氢键，达到改善涂料触变性的目的。实施例结果表明，将上述聚氨酯丙烯酸酯低聚物用于水性涂料时，所得涂层外观平整，无明显流挂，且涂层的光泽度≥90Gu60°。具体实施方式本专利技术提供了一种聚氨酯丙烯酸酯低聚物，由包括以下的制备原料聚合而成，所述制备原料包括主料和助剂；所述主料包括二异氰酸酯、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸、尿素和单羟基丙烯酸酯；所述助剂包括阻聚剂和催化剂。本专利技术提供的聚氨酯丙烯酸酯低聚物的制备原料包括主料，所述主料包括二异氰酸酯，所述二异氰酸酯优选包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种，更优选为异佛尔酮二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯。本专利技术所述主料包括聚酯多元醇。在本专利技术中，所述聚酯多元醇包括多元醇与二元酸的缩聚物。在本专利技术中，所述多元醇优选包括二元醇、三元醇或四元醇；进一步优选包括所述二元醇或三元醇。在本专利技术中，所述二元醇优选包括乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇和1,10-癸二醇中的一种或几种；所述三元醇优选包括三羟甲基丙烷和/或丙三醇；所述四元醇优选包括季戊四醇。所述多元醇为几种组分的混合物时，本专利技术对所述多元醇的质量比没有特殊要求。在本专利技术中，所述二元酸优选包括乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸和癸二酸中的一种或几种，进一步优选为己二酸。在本专利技术中，所述聚酯多元醇优选包括乙二醇与己二酸的缩聚物、1,2-丙二醇与己二酸的缩聚物、1,3-丙二醇与己二酸的缩聚物、1,4-丁二醇与己二酸的缩聚物、1,5-戊二醇与己二酸的缩聚物、1,6-己二醇与己二酸的缩聚物。在本专利技术中，所述聚酯多元醇的数均分子量优选为500～5000，更优选为1000～3000。在本专利技术实施例中，所述聚酯多元醇为华峰集团，型号PE-1280S，数均分子量为1300的市售产品。在本专利技术中，所述聚酯多元醇与二异氰酸酯的质量比优选为0.5～0.9:1，进一步优选为0.6～0.8:1。本专利技术优选将聚酯多元醇进行上述限定，有利于控制聚氨酯丙烯酸酯低聚物的分子量和粘度。在本专利技术中，所述主料包括二羟甲基丙酸。在本专利技术中，所述二羟甲基丙酸与二异氰酸酯的质量比优选为0.12～0.20:1，进一步优选为0.13～0.18:1。本专利技术优选将二羟甲基丙酸控制在上述范围，能够避免聚氨酯丙烯酸酯低聚物在水中析出，还能使含有该聚氨酯丙烯酸酯低聚物的水性涂料易于干燥固化，提高涂层的干燥性能。在本专利技术中，所述主料包括尿素，利用尿素提供酰胺基，为形成三维的氢键网状结构提供基础。在本专利技术中，所述尿素与二异氰酸酯的质量比优选为0.027～0.042:1，进一步优选为0.028～0.040:1。本专利技术优选将尿素含量控制在上述范围，能避免粘度过大导致聚氨酯丙烯酸酯低聚物凝胶。在本专利技术中，所述主料包括单羟基丙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚氨酯丙烯酸酯低聚物，由包括以下的制备原料聚合而成，所述制备原料包括主料和助剂；所述主料包括二异氰酸酯、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸、尿素和单羟基丙烯酸酯；所述助剂包括阻聚剂和催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯丙烯酸酯低聚物，由包括以下的制备原料聚合而成，所述制备原料包括主料和助剂；所述主料包括二异氰酸酯、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸、尿素和单羟基丙烯酸酯；所述助剂包括阻聚剂和催化剂。2.如权利要求1所述的聚氨酯丙烯酸低聚物，其特征在于，所述二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种；所述聚酯多元醇包括多元醇与二元酸的缩聚物；所述多元醇包括二元醇、三元醇和四元醇中的一种或几种；所述单羟基丙烯酸酯包括丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或几种。3.如权利要求1或2所述的聚氨酯丙烯酸低聚物，其特征在于，所述聚酯多元醇与二异氰酸酯的质量比为0.5～0.9:1；所述二羟甲基丙酸与二异氰酸酯的质量比为0.12～0.20:1；所述尿素与二异氰酸酯的质量比为0.027～0.042:1；所述单羟基丙烯酸酯与二异氰酸酯的摩尔比为1:0.5～2。4.如权利要求1所述的聚氨酯丙烯酸低聚物，其特征在于，所述阻聚剂包括对苯二酚和/或对甲氧基苯酚。5.如权利要求1所述的聚氨酯丙烯酸低聚物，其特征在于，所述催化剂包括月桂酸二丁基锡、辛酸钴和环烷酸锌中的一种或几种。6.如权利要求1所述的聚氨酯丙烯酸低聚物，其特征在于，所述阻聚剂占聚氨酯丙烯酸酯低聚物制备原料总质量的0.01～1％；所述催化剂占聚氨酯丙烯酸酯低聚物制备原料总质量的0.01～1％。7.权利要求1～6任一项所述聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈冬平，蓝建文，
申请(专利权)人：浙江新迪在龙涂料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33