一种亲油亲水两亲光固化低聚物及其制备方法，以及光固化涂料技术

本发明专利技术提供了一种亲油亲水两亲光固化低聚物及其制备方法，以及光固化涂料。本发明专利技术提供的制备方法，包括：a)在催化剂的作用下，小分子醇、双羟甲基丁酸和第三物质反应，得到亲水聚酯多元醇；所述小分子醇为C2～C4的多元醇；所述第三物质选自酸酐、烷酸和支链状羟基取代烷烃中的一种或几种；所述小分子醇、双羟甲基丁酸和第三物质的总原料种类为四种以上；b)在催化剂的作用下，将所述亲水聚酯多元醇与异氰酸酯、阻聚剂混合反应，得到第一预聚物；c)将所述预聚物与扩链剂反应，得到第二预聚物；d)将所述第二预聚物与改性的丙烯酸酯单体反应，得到低聚物。本发明专利技术提供的光固化低聚物能够提高涂料的固化速度，漆膜的附着力、硬度和耐磨性。硬度和耐磨性。

【技术实现步骤摘要】
一种亲油亲水两亲光固化低聚物及其制备方法，以及光固化涂料


[0001]本专利技术涉及涂料领域，特别涉及一种亲油亲水两亲光固化低聚物及其制 备方法，以及光固化涂料。

技术介绍

[0002]发展要建立在高效利用资源、严格保护生态环境、有效控制温室气体 排放的基础之上。可见，节能减排已经摆在很重要的地位。
[0003]而UV树脂安全环保，经光照后全部转化成膜，成膜后丰满光亮，在固 化过程中无有害气体排放，有助于改善作业环境和防止大气污染，生产效率 高，基本不受严寒季节影响，室温下可快速固化。符合绿色生产的发展策略。 亲水亲油两亲光固化树脂除了具备上述有点外，还具有更广阔的应用场景， 不仅适用于油性体系，还能应用于水性体系，因此，受到了广泛关注。
[0004]然而，传统的水性UV乳液/涂料的固化速度欠佳，而且固化后漆膜的物 化性能较差，比如附着力较差、漆膜硬度较低、耐磨性欠佳。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种亲油亲水两亲光固化低聚物及其 制备方法，以及光固化涂料。本专利技术提供的亲油亲水两亲光固化低聚物能够 有效提高涂料的固化速度，并提高固化后漆膜的附着力、硬度和耐磨性。
[0006]本专利技术提供了一种亲油亲水两亲光固化低聚物的制备方法，包括以下步 骤：
[0007]a)在催化剂的作用下，小分子醇、双羟甲基丁酸和第三物质反应，得到 亲水聚酯多元醇；
[0008]所述小分子醇为C2～C4的多元醇；
[0009]所述第三物质选自酸酐、烷酸和支链状羟基取代烷烃中的一种或几种；
[0010]所述小分子醇、双羟甲基丁酸和第三物质的总原料种类为四种以上；
[0011]b)在催化剂的作用下，将所述亲水聚酯多元醇与异氰酸酯、阻聚剂混合 反应，得到第一预聚物；
[0012]c)将所述预聚物与扩链剂反应，得到第二预聚物；
[0013]d)将所述第二预聚物与改性的丙烯酸酯单体反应，得到低聚物。
[0014]优选的，所述小分子醇为乙二醇和/或二乙二醇；
[0015]所述酸酐为苯酐和/或顺酐；
[0016]所述烷酸为环烷酸和链状烷酸中的一种或几种；
[0017]所述支链状羟基取代烷烃含有三个羟基。
[0018]优选的，所述环烷酸为1,4
‑
环己烷二甲酸；
[0019]所述链状烷酸为双羟甲基丙酸；
[0020]所述支链状羟基取代烷烃为三羟甲基丙烷和/或丙三醇。
[0021]优选的，所述步骤a)中：
[0022]各物料的用量为：
[0023]小分子醇
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
30～40质量份；
[0024]双羟甲基丁酸
ꢀꢀꢀꢀ
10～50质量份；
[0025]第三物质
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10～60质量份；
[0026]所述反应的温度为180～230℃，时间为6～12h；
[0027]所述亲水聚酯多元醇的数均分子量为500～2000。
[0028]优选的，所述步骤d)中：
[0029]所述改性的丙烯酸酯单体为己内酯改性的丙烯酸羟乙酯、己内酯改性的 丙烯酸羟丙酯、己内酯改性的甲基丙烯酸羟乙酯和己内酯改性的甲基丙烯酸 羟丙酯中的一种或多种；
[0030]所述反应的温度为70～90℃。
[0031]优选的，所述步骤b)中：
[0032]所述异氰酸酯选自TMDI、氢化MDI、IPDI和XDI中的一种或几种；
[0033]所述亲水聚酯多元醇与异氰酸酯的质量比为(30～60)∶(10～25)；
[0034]所述反应的温度为40～60℃，时间为2～4h。
[0035]优选的，所述步骤c)中：
[0036]所述扩链剂选自双羟甲基丁酸、3
‑
甲基
‑
1,5戊二醇和1,5戊二醇中的一种 或几种；
[0037]所述反应的温度为70～75℃，时间为2～5h。
[0038]优选的，所述步骤a)中的催化剂为钛酸四丁酯和/或纳米二氧化钛；
[0039]所述步骤b)中的催化剂为有机铋催化剂；
[0040]所述步骤b)中的阻聚剂选自对羟基苯甲醚、对苯二酚和2,6
‑
二叔丁基酚 中的一种或几种；
[0041]所述步骤a)中的反应在保护性气氛下进行。
[0042]本专利技术还提供了一种上述技术方案中所述的制备方法制得的亲油亲水两 亲光固化低聚物。
[0043]本专利技术还提供了一种光固化涂料，包括以下质量比的组分：
[0044][0045]所述树脂为上述技术方案中所述的亲油亲水两亲光固化低聚物。
[0046]本专利技术提供的上述制备方法，先自行设计、通过高温本体酯化反应合成 新的亲水性聚酯多元醇，再将合成的聚酯多元醇与异氰酸酯进行预聚反应， 然后与扩链剂反应进行扩链，最后用改性丙烯酸酯单体进行封端，得到亲油 亲水两亲光固化低聚物。其中的亲水性聚酯多元醇为自制新型聚合物，主链 至少含有5～20个醚键，5～10个酯键，3～5个环状结构，端羟基个数大于等于3， 且主链上碳原子数≥25个，侧链含有多羧基。以该物质作为原料，并通过上 述后续的预聚、扩链、改性丙烯酸酯单体封端，所得产物能够有效提高涂料 的固化速度，并提高固化后漆膜的附着力、硬度和耐磨性。
[0047]试验结果表明，本专利技术提供的亲油亲水两亲光固化低聚物，能够使涂料 的固化能量在400w/cm2以下，表现出较快的固化速率；附着力达到5B等级， 表现出优异的附着性；漆膜铅笔硬度达到F以上，表现出高硬度；耐磨RCA(次 数)＞500次，表现出优异的耐磨性。
具体实施方式
[0048]本专利技术提供了一种亲油亲水两亲光固化低聚物的制备方法，包括以下步 骤：
[0049]a)在催化剂的作用下，小分子醇、双羟甲基丁酸和第三物质反应，得到 亲水聚酯多元醇；
[0050]所述小分子醇为C2～C4的多元醇；
[0051]所述第三物质选自酸酐、烷酸和支链状羟基取代烷烃中的一种或几种；
[0052]所述小分子醇、双羟甲基丁酸和第三物质的总原料种类为四种以上；
[0053]b)在催化剂的作用下，将所述亲水聚酯多元醇与异氰酸酯、阻聚剂混合 反应，得到第一预聚物；
[0054]c)将所述预聚物与扩链剂反应，得到第二预聚物；
[0055]d)将所述第二预聚物与改性的丙烯酸酯单体反应，得到低聚物。
[0056]本专利技术提供的上述制备方法，先自行设计、通过高温本体酯化反应合成 新的亲水性聚酯多元醇，再将合成的聚酯多元醇与异氰酸酯进行预聚反应， 然后与扩链剂反应进行扩链，最后用改性丙烯酸酯单体进行封端，得到亲油 亲水两亲光固化低聚物。其中的亲水性聚酯多元醇为自制新型聚合物，主链 至少含有5～20个醚键，5～10个酯键，3～5个环状结构，端羟基个数大于等于3， 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种亲油亲水两亲光固化低聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a)在催化剂的作用下，小分子醇、双羟甲基丁酸和第三物质反应，得到亲水聚酯多元醇；所述小分子醇为C2～C4的多元醇；所述第三物质选自酸酐、烷酸和支链状羟基取代烷烃中的一种或几种；所述小分子醇、双羟甲基丁酸和第三物质的总原料种类为四种以上；b)在催化剂的作用下，将所述亲水聚酯多元醇与异氰酸酯、阻聚剂混合反应，得到第一预聚物；c)将所述预聚物与扩链剂反应，得到第二预聚物；d)将所述第二预聚物与改性的丙烯酸酯单体反应，得到低聚物。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述小分子醇为乙二醇和/或二乙二醇；所述酸酐为苯酐和/或顺酐；所述烷酸为环烷酸和链状烷酸中的一种或几种；所述支链状羟基取代烷烃含有三个羟基。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述环烷酸为1,4
‑
环己烷二甲酸；所述链状烷酸为双羟甲基丙酸；所述支链状羟基取代烷烃为三羟甲基丙烷和/或丙三醇。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中：各物料的用量为：小分子醇
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
30～40质量份；双羟甲基丁酸
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10～50质量份；第三物质
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10～60质量份；所述反应的温度为180～230℃，时间为6～12h；所述亲水聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏明，郭常州，
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：