一种可光固化的甲基苯基有机硅改性聚氨酯(甲基)丙烯酸酯树脂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种可光固化的甲基苯基有机硅改性聚氨酯(甲基)丙烯酸酯树脂及其制备方法和应用。其结构式为式I。该树脂提高了传统可光固化聚氨酯(甲基)丙烯酸酯树脂的耐水性、表面疏水性和热稳定性；固化速度快；可以制成性能优异的薄膜；可通过调节有机硅链段中(甲基)丙烯酸酯基的含量来控制聚氨酯树脂的相分离程度和交联程度；制备方法简单易行。

A Photocurable Methylphenyl Silicone Modified Polyurethane (Methyl) Acrylate Resin and Its Preparation and Application

The invention discloses a light curable methyl phenyl organosilicon modified polyurethane (methyl) acrylate resin, a preparation method and application thereof. Its structure is formula I. The resin improves the water resistance, surface hydrophobicity and thermal stability of traditional photo-curable polyurethane (methyl) acrylate resin; curing speed is fast; excellent film can be made; the degree of phase separation and crosslinking of polyurethane resin can be controlled by adjusting the content of methyl acrylate group in silicone chain; and the preparation method is simple and feasible.

【技术实现步骤摘要】
一种可光固化的甲基苯基有机硅改性聚氨酯(甲基)丙烯酸酯树脂及其制备方法和应用
本专利技术涉及材料领域，特别是涉及一种可光固化的甲基苯基有机硅改性聚氨酯(甲基)丙烯酸酯树脂及其制备方法和应用。
技术介绍
聚氨酯丙烯酸酯(PUA)是在聚氨酯基础上，通过丙烯酸酯化在其分子链中引入丙烯酸双键，再通过光固化手段引发双键交联反应的一种低聚物。PUA既保留有聚氨酯(PU)良好的耐寒性、物理机械性能、软硬度随温度变化较小、耐化学试剂等优点，又具有聚丙烯酸酯固化速率快、效率高、光学性能好、不变黄、储存稳定性好、挥发性有机物(VOC)含量低等优点，具有广阔的应用前景。有机硅化合物指至少有一个有机基团与Si相连的化合物。有机硅化合物主链中常常含有Si-O-Si键，使得有机硅材料兼具无机材料与有机材料的性能，具有表面能低、粘温系数小、稳定性好、无色无毒等优点。但有机硅材料的粘附性能以及与其它材料的相容性是其缺陷。将有机硅化合物引入PUA中获得的有机硅改性聚氨酯(甲基)丙烯酸酯树脂丙烯酸酯(SPU)将兼具聚氨酯和有机硅材料的优异性能而摒弃它们的缺陷。例如孙芳等(高分子材料科学与工程，2002，18(5)：58本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可光固化的甲基苯基有机硅改性聚氨酯(甲基)丙烯酸酯树脂，其特征在于，其结构式如式I所示：

【技术特征摘要】
1.一种可光固化的甲基苯基有机硅改性聚氨酯(甲基)丙烯酸酯树脂，其特征在于，其结构式如式I所示：其中：R1、R2为苯基或甲基；R3为β-丙烯酰氧乙氧基，β-甲基丙烯酰氧乙氧基或烷氧基；R4为甲基、烷氧基、β-丙烯酰氧乙氧基或β-甲基丙烯酰氧乙氧基；R5为H、苯基或烷基；R6为异佛尔酮基、己基、甲基二苯基、甲基二环己基或苯甲基；R7为聚醚、聚乙二醇或聚酯结构的基元；R8为氢或甲基；a为1或3；m，n，y为自然数。2.一种制备权利要求1所述可光固化的甲基苯基有机硅改性聚氨酯(甲基)丙烯酸酯树脂的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将质量份数为10-50％的R2SiCH3Cl2甲苯溶液滴加到由苯基硅二醇、四氢呋喃和吡啶组成的混合溶液中，20～80℃下反应2-5h，减压抽滤，除杂，即得羟基封端甲基苯基聚硅氧烷；其中R2SiCH3Cl2为二甲基二氯硅烷、甲基丙基二氯硅烷、甲基环己基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、甲基辛基二氯硅烷中的一种或几种；苯基硅二醇为二苯基硅二醇或甲基苯基硅二醇；所述R2SiCH3Cl2与苯基硅二醇的摩尔比为0.5～0.95；所述混合溶液中苯基硅二醇的质量份数为10-50％；(2)将催化剂和(R3)2R4Si(CH2)aNHR5加入到步骤(1)所制备的羟基封端甲基苯基聚硅氧烷中，于70-100℃反应7-10h，即得氨基或亚氨基封端甲基苯基聚硅氧烷，其结构式如式II所示：式II中R1和R2为苯基或甲基，R3为烷氧基；R4为甲基或烷氧基；R5为H、苯基或烷基；a为1或3；其中，(R3)2R4Si(CH2)aNHR5为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-脲丙基三乙氧基硅烷、γ-环己胺基丙基三甲氧基硅烷、γ-环己胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-环己胺基丙基三乙氧基硅烷、γ-环己胺基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-苯胺丙基三甲氧基硅烷、γ-苯胺丙基三乙氧基硅烷、γ-苯胺丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-苯胺丙基甲基二乙氧基硅烷、α-苯胺甲基三甲氧基硅烷、α-苯胺甲基三乙氧基硅烷、α-苯胺甲基甲基二甲氧基硅烷、α-环己胺甲基三甲氧基硅烷、α-环己胺甲基甲基二乙氧基硅烷或α-环己胺甲基三乙氧基硅烷，所述(R3)2R4Si(CH2)aNHR5与R2SiCH3Cl2的摩尔比为0.8-8：3-7.6；其中，催化剂为钛酸叔丁酯、钛酸四丁酯、钛酸异丙酯或二丁基二月桂酸锡；所述催化剂与(R3)2R4Si(CH2)aNHR5的摩尔比为0.004-0.09：0.8-8；(3)将式II所示氨基或亚氨基封端的甲基苯基聚硅氧烷与2.0-4.0摩尔当量的(甲基)丙烯酸羟乙酯和占总反应原料质量比为0.5-2.0wt％的钛酸丁酯混合均匀后，水泵减压至5-10kpa下80-90℃反应6-10h后，减压除去产生的甲醇和过量的(甲基)丙烯酸羟乙酯，即得如下式III的氨基或亚氨基封端的含(甲基)丙烯酸双键的...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐红定，余学成，项学驰，徐四喜，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42