一种异氰酸酯改性的UV单体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及UV涂料技术领域，具体涉及一种异氰酸酯改性的UV单体

【技术实现步骤摘要】
一种异氰酸酯改性的UV单体及其制备方法
本专利技术涉及UV涂料
，具体涉及一种异氰酸酯改性的UV单体及其制备方法。
技术介绍
丙烯酸UV树脂以其色浅、固化速度快、硬度高、低成本等优异性能广泛应用于各种UV涂料体系中，但同时也会造成涂膜收缩大、附着力差、耐冲击性差、韧性差等弊病。加入适量的聚氨酯UV树脂是解决方法之一，聚氨酯UV树脂有着良好的耐磨性、优秀的附着力及软硬可调性，但这类树脂价格比较贵，尤其是一些国外公司产品，这就制约了其在实际中的应用。把UV树脂和聚氨酯树脂结合在一起需要一些纽带或桥梁，它们通常是一些能使两种树脂兼容的单体。例如：日本昭和电工株式会社研发的上述小分子单体既包含了丙烯酸酯基团又包含有异氰酸酯基团，通过它们就可以把丙烯酸酯光敏双键引入聚氨酯树脂，或者将异氰酸酯基团引入聚丙烯酸酯树脂用于UV涂料或胶粘剂(如上述I和II所代表的单体)，但是上述单体的成本还是很高的，达400元/公斤。科学家也通过用异佛尔酮二异氰酸酯与(甲基)丙烯酸羟乙酯为原料合成一种带有一个NCO和一个丙烯酸酯的小分子单体(如上述III所代带的化合物)，但(甲基)丙烯酸羟乙酯是单官能度，其制备的III也不是多官能度单体，其交联密度较低，形成的高分子膜的力学性能较差。因此，本专利技术亟需研究一种不仅可以解决涂膜收缩大、附着力差、耐冲击性差、韧性差等弊病，且成本低，交联密度高，形成的高分子膜的力学性能优的异氰酸酯改性的UV单体。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术第一个方面提供了一种异氰酸酯改性的UV单体的制备方法，包含如下步骤：将带羟基的丙烯酸酯单体和二异氰酸酯基的化合物在催化剂作用下，通过测定NCO值以及羟值监控反应终点，即得所述异氰酸酯改性的UV单体；所述带羟基的丙烯酸酯单体的结构为：所述R1、R2分别独立含有以下X、Y、Z结构中的任一种，其中，所述n、m、p分别独立为≥1的自然数；所述L1、L2、L3分别独立为氢、饱和脂肪烷基、不饱和脂肪烷基、芳香烷基、环烷基、其它元素取代的饱和脂肪烷基、其它元素取代的不饱和脂肪烷基、其它元素取代的芳香烷基、其它元素取代的环烷基中的任一种；所述其它元素选自氟、氯、溴、碘、硫、磷、氧、氮中的任一种。作为一种优选的技术方案，所述二异氰酸酯基的化合物选自异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、亚甲基双(4-环己基二异氰酸酯)、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯和亚甲基二苯基-4,4’-二异氰酸酯中的至少一种。作为一种优选的技术方案，所述带羟基的丙烯酸酯单体、二异氰酸酯基的化合物的物质的量的比为(0.9-1.3)：1。作为一种优选的技术方案，所述催化剂选自辛酸亚锡、二丁基二氯化锡、二月桂酸二丁基锡中的一种或多种。本专利技术第二个方面提供了一种上述制备方法制备的异氰酸酯改性的UV单体，所述异氰酸酯改性的UV单体的结构为：所述R1、R2分别独立含有以下X、Y、Z结构中的任一种，其中，所述n、m、p分别独立为≥1的自然数；所述L1、L2、L3分别独立为氢、饱和脂肪烷基、不饱和脂肪烷基、芳香烷基、环烷基、其它元素取代的饱和脂肪烷基、其它元素取代的不饱和脂肪烷基、其它元素取代的芳香烷基、其它元素取代的环烷基中的任一种；所述其它元素选自氟、氯、溴、碘、硫、磷、氧、氮中的任一种。作为一种优选的技术方案，所述n、m、p分别独立为1-20的自然数。作为一种优选的技术方案，所述p＝2；所述n、m分别独立为3-12的自然数。作为一种优选的技术方案，所述饱和脂肪烷基是碳原子数为1-10的直链烷基。作为一种优选的技术方案，所述R1、R2分别独立含有以下X、Y、Z结构中的任一种，其中，所述n、m分别独立为3-12的自然数；所述L1、L2、L3分别独立为氢或甲基。作为一种优选的技术方案，所述异氰酸酯改性的UV单体包括异氰酸酯改性的UV单体W1，W1结构式表示为其中，R11＝R21，R11的结构式表示为或异氰酸酯改性的UV单体W2，W2结构式表示为其中，R12＝R22，R12的结构式表示为或异氰酸酯改性的UV单体W3，W3结构式表示为其中，R13＝R23，R13的结构式表示为或异氰酸酯改性的UV单体W4，W4结构式表示为其中，R14、R24结构式表示为异氰酸酯改性的UV单体W5，W5结构式表示为其中，R15、R25结构式表示为或异氰酸酯改性的UV单体W6，W6结构式表示为其中，R16、R26结构式表示为或异氰酸酯改性的UV单体W7，W7结构式表示为其中，R17、R27结构式表示为中的任一种。本专利技术第三个方面提供了一种上述异氰酸酯改性的UV单体在使UV树脂和聚氨酯树脂兼容中的应用。有益效果：本专利技术提供的异氰酸酯改性的UV单体，通过带羟基的丙烯酸酯单体与异佛尔酮二异氰酸酯一步法合成，具有合成方法简单、成本低、结构明确等优点；本专利技术制备的异氰酸酯改性的UV单体是含NCO的多官能度的丙烯酸酯单体，可以把UV树脂和聚氨酯树脂结合在一起，兼容性好，具有色浅、固化速度快、硬度高、低成本等优异性能，又能有效解决丙烯酸UV树脂涂膜收缩大、附着力差、耐冲击性差、韧性差等弊病；同时还具有高度耐热性和耐久性，且能够形成具有高挠曲性、力学性能优异的高分子膜。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术提供技术方案中的技术特征作进一步清楚、完整的描述，并非对其保护范围的限制。本专利技术中的词语“优选的”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本专利技术实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本专利技术的范围之外。为了解决上述技术问题，本专利技术第一个方面提供了一种异氰酸酯改性的UV单体的制备方法，包含如下步骤：将带羟基的丙烯酸酯单体和二异氰酸酯基的化合物在催化剂作用下，通过测定NCO值以及羟值监控反应终点，即得所述异氰酸酯改性的UV单体。带羟基的丙烯酸酯单体在一种实施方式中，所述带羟基的丙烯酸酯单体的结构为：所述R1、R2分别独立含有以下X、Y、Z结构中的任一种，其中，所述n、m、p分别独立为≥1的自然数；所述L1、L2、L3分别独立为氢、饱和脂肪烷基、不饱和脂肪烷基、芳香烷基、环烷基、其它元素取代的饱和脂肪烷基、其它元素取代的不饱和脂肪烷基、其它元素取代的芳香烷基、其它元素取代的环烷基中的任一种；所述其它元素选自氟、氯、溴、碘、硫、磷、氧、氮中的任一种。在一种实施方式中，所述带羟基的丙烯酸酯单体的结构式可以表示为化学式A、B、C、D、E、F的结构：中的任一种；所述X2表示R1、R2均为X结构；所述Y2表示R1、R2均为Y结构；所述Z2表示R1、R2均为Z结构；所述XY表示R1、R2中一个为X结构、另一个为Y结构；所述XZ表示R1、R2中一个为X结构、另一个为Z结构；所述YZ表示R1、R2中一个为Y结构、另一个为Z结构；所述X、Y、Z结构式为：其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种异氰酸酯改性的UV单体的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：将带羟基的丙烯酸酯单体和二异氰酸酯基的化合物在催化剂作用下，通过测定NCO值以及羟值监控反应终点，即得所述异氰酸酯改性的UV单体；/n所述带羟基的丙烯酸酯单体的结构为：

【技术特征摘要】
1.一种异氰酸酯改性的UV单体的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：将带羟基的丙烯酸酯单体和二异氰酸酯基的化合物在催化剂作用下，通过测定NCO值以及羟值监控反应终点，即得所述异氰酸酯改性的UV单体；
所述带羟基的丙烯酸酯单体的结构为：所述R1、R2分别独立含有以下X、Y、Z结构中的任一种，其中，所述n、m、p分别独立为≥1的自然数；所述L1、L2、L3分别独立为氢、饱和脂肪烷基、不饱和脂肪烷基、芳香烷基、环烷基、其它元素取代的饱和脂肪烷基、其它元素取代的不饱和脂肪烷基、其它元素取代的芳香烷基、其它元素取代的环烷基中的任一种；所述其它元素选自氟、氯、溴、碘、硫、磷、氧、氮中的任一种。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二异氰酸酯基的化合物选自异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、亚甲基双(4-环己基二异氰酸酯)、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯和亚甲基二苯基-4,4’-二异氰酸酯中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述带羟基的丙烯酸酯单体、二异氰酸酯基的化合物的物质的量的比为(0.9-1.3)：1。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自辛酸亚锡、二丁基二氯化锡、二月桂酸二丁基锡中的一种或多种。


5.一种根据权利要求1-4中任一项所述制备方法制备的异氰酸酯改性的UV单体，其特征在于，所述异氰酸酯改性的UV单体的结构为：所述R1、R2分别独立含有以下X、Y、Z结构中的任一种，其中，所述n、m、p分别独立为≥1的自然数；所述L1、L2、L3分别独立为氢、饱和脂肪烷基、不饱和脂肪烷基、芳香烷基、环烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊东路，易松，杨轩，龙绪俭，徐涛，肖增钧，鲁晓东，李斌仁，
申请(专利权)人：深圳市前海博扬研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44