本发明专利技术属于高分子合成技术领域，具体涉及一种亲水型阳离子光固化树脂及其制备方法。将二元聚醚胺与聚乙二醇二丙烯酸酯在室温下进行迈克尔加成反应，得到丙烯酸酯基封端的亲水聚合物中间体1，然后与氨基磺酸盐继续进行迈克尔加成反应得到中间体2；另将二异氰酸酯与带羟基的氧杂环丁烷反应形成半封端预聚体；将所述亲水聚合物中间体2与半封端的预聚体反应，得到所述的亲水型阳离子光固化树脂。该树脂可进行阳离子光固化反应，收缩率低，附着力优异，光固化过程不发生氧阻聚，固化反应程度更高，具备超亲水性，并且能够耐消毒液以及乙醇浸泡。醇浸泡。
【技术实现步骤摘要】
一种亲水型阳离子光固化树脂及其制备方法和应用
[0001]本专利技术属于高分子合成
，一种亲水型阳离子光固化树脂及其制备方法。
技术介绍
[0002]超亲水表面与水具有很强的相互作用力，将水滴滴在上面能够在较短时间内完全铺展开，使接触角等于或接近于0
°
，在自清洁，导流，防污，生物耗材等众多领域均有着十分广阔的应用前景，是当前研究的热点之一。实现超亲水的方法为化学改性法(如等离子体处理)或者表面涂层法，但是这两种制备方法都存在一些问题，化学改性法需要采用昂贵的仪器设备或复杂的工艺流程，易受外界条件(光，热，氧等)的影响，应用领域仍有待于发展。表面涂层法最早依赖于亲水表面活性剂来提供亲水性能，耐用性较差，遇水容易失效，逐渐被亲水树脂替代。按照固化方式不同，有热固化型亲水树脂和UV(紫外线)光固化型亲水树脂。虽然热固化型亲水树脂可以提供良好的耐磨性，但它们需要长固化时间和高能量消耗以便溶剂蒸发，生产效率低。UV(紫外线)光固化型亲水树脂通常为自由基型，以碳碳双键作为活性基团，在紫外光下能够实现瞬间固化，非常适合连续工业化生产，但是固化过程容易产生氧阻聚，反应程度受限，需增大引发剂的用量来弥补，它们的性能通常低于热固化涂料。
[0003]不少研究者提出了阳离子光固化的方式。阳离子光固化树脂具有固化速度快，体积收缩小，附着力高，没有氧阻聚，固化反应不易终止的特点，固化反应程度高，兼具光固化的便捷性与热固化的高反应性，成为UV固化领域的研究热点。但是阳离子光固化树脂仍处于研究阶段，商业化的产品很少，具有优异机械性能和持久亲水性能的阳离子光固化树脂更是鲜有报道。
[0004]另外，超亲水涂层的现有技术中，树脂的亲疏水结构混杂，还存在亲水防雾持续性不佳，使用寿命不长，附着力差。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，本专利技术提供一种亲水型阳离子光固化树脂，该树脂具有全亲水主链和全疏水侧链，疏水侧链含有脲基和氨基甲酸酯基团，具有优异的亲水性能，机械性能和耐溶剂性能，氧杂环丁烷可进行阳离子光固化反应，不产生氧阻聚，固化反应程度更高。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]本专利技术首先提供一种亲水型阳离子光固化树脂，该树脂具有全亲水主链和全疏水侧链，由二元聚醚胺与聚乙二醇二丙烯酸酯反应生成的聚合物中间体为主链结构单元，二异氰酸酯与带羟基的氧杂环丁烷反应得到的化合物链段为疏水侧链，主链两端的丙烯酸酯基进行氨基磺酸盐封端得到。
[0008]本专利技术其二提供上述亲水型阳离子光固化树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0009]1)二异氰酸酯与带羟基的氧杂环丁烷反应得到端NCO的半封端预聚体，其中二异氰酸酯的异氰酸酯基(
‑
NCO)和氧杂环丁烷的羟基(
‑
OH)的摩尔比2:1；
[0010]2)二元聚醚胺与聚乙二醇二丙烯酸酯在室温下进行迈克尔加成反应，得到丙烯酸酯基封端的亲水聚合物中间体1，其中二元聚醚胺与聚乙二醇二丙烯酸酯的摩尔比为1:2
‑
4:5；
[0011]3)氨基磺酸盐与中间体1中的丙烯酸酯基在室温下进行迈克尔加成反应得到中间体2，其中氨基磺酸盐与中间体1的摩尔比为2:1，氨基磺酸盐事先用去离子水配置成溶液，质量分数为50％
‑
80％；
[0012]4)将步骤1中端NCO的半封端预聚体和中间体2按照异氰酸酯基(
‑
NCO)与仲胺(
‑
NH
‑
)摩尔比1:1反应得到亲水型阳离子光固化树脂。
[0013]优选地，所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、改性二苯基甲烷二异氰酸酯(液化MDI)中的一种或至少两种的组合；
[0014]所述的氧杂环丁烷包括3
‑
羟甲基氧杂环丁烷、3
‑
甲基
‑3‑
羟甲基氧杂环丁烷、3
‑
乙基
‑3‑
羟甲基氧杂环丁烷中的至少一种。
[0015]优选地，所述的二元聚醚胺包括D230、D400、D2000、ED600、ED900和ED2003中的至少一种；
[0016]所述聚乙二醇二丙烯酸酯包括PEG200DA、PEG400DA、PEG600DA、PEG750DA和PEG1000DA中的至少一种。
[0017]优选地，所述氨基磺酸盐包括乙二胺基乙磺酸钠，乙二胺基丙磺酸钠，氨基苯磺酸钠和牛磺酸钠中的至少一种。
[0018]本技术方案制备亲水型阳离子光固化树脂的过程中还额外添加了二月桂酸二丁基锡(DBTDL)作为催化剂；催化剂占树脂质量的0.01％
‑
0.05％。
[0019]上述亲水型阳离子光固化树脂的制备方法中，具体的，步骤1)中先将二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡加入反应釜中开启搅拌混合均匀；再将氧杂环丁烷加至恒压滴液槽中，室温下缓慢滴加至上述反应釜中，滴完继续室温反应30min后，升温至60
‑
70℃反应直至混合物的异氰酸酯基(
‑
NCO)的含量达到理论值，得到半封端的预聚体。
[0020]具体的，步骤2)将二元聚醚胺加入反应釜中维持室温搅拌，将聚乙二醇二丙烯酸酯转移至恒压滴液槽中，缓慢滴加至上述反应釜中，滴完维持室温继续反应2
‑
4h得到丙烯酸酯基封端的亲水聚合物中间体1。
[0021]具体的，步骤3)用去离子水将氨基磺酸盐溶解均匀后转移至恒压滴液槽中，室温条件下缓慢滴加至上述反应釜中，滴完维持室温继续反应2
‑
3h后，升温至40
‑
50℃反应2h得到中间体2。
[0022]具体的，步骤4)将预聚体1转移到中间体2的恒压滴液槽中，冰水浴条件下缓慢滴加至中间体2中，滴完继续反应30min后，升温至室温反应直至混合物的异氰酸酯基(
‑
NCO)的含量为零，得到亲水型阳离子光固化树脂，避光保存。
[0023]本专利技术其三提供上述亲水型阳离子光固化树脂在超亲水涂层中的应用。
[0024]该亲水型阳离子光固化树脂与阳离子光引发剂，用30um线棒均匀的涂在干净的PC板上，60度烘烤3min，然后放在传送带式UV固化机上，经800mJ紫外光固化后，制得超亲水涂层。
[0025]另外，上述亲水型阳离子光固化树脂也可以与其它阳离子树脂或单体复配，制备
防雾涂料组合物，并添加5％的阳离子光引发剂，用30um线棒均匀的涂在干净的PC板上，60度烘烤3min，然后放在传送带式UV固化机上，经800mJ紫外光固化后，在室温条件下放置7d测试性能。
[0026]其它的阳离子树脂包括所述主体树脂是脂环族环氧树脂，主要是含有两个环氧基团的饱和脂环结构，具体是带环氧环己基的羧酸酯和缩水本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种亲水型阳离子光固化树脂，其特征在于，该树脂具有全亲水主链和全疏水侧链，由二元聚醚胺与聚乙二醇二丙烯酸酯反应生成的聚合物中间体为主链结构单元，二异氰酸酯与带羟基的氧杂环丁烷反应得到的化合物链段为疏水侧链，主链两端的丙烯酸酯基进行氨基磺酸盐封端得到。2.一种如权利要求1所述亲水型阳离子光固化树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)二异氰酸酯与带羟基的氧杂环丁烷反应得到端NCO的半封端预聚体，其中二异氰酸酯的异氰酸酯基(
‑
NCO)和氧杂环丁烷的羟基(
‑
OH)的摩尔比2:1；2)二元聚醚胺与聚乙二醇二丙烯酸酯在室温下进行迈克尔加成反应，得到丙烯酸酯基封端的亲水聚合物中间体1，其中二元聚醚胺与聚乙二醇二丙烯酸酯的摩尔比为1:2
‑
4:5；3)氨基磺酸盐与中间体1中的丙烯酸酯基在室温下进行迈克尔加成反应得到中间体2，其中氨基磺酸盐与中间体1的摩尔比为2:1，氨基磺酸盐事先用去离子水配置成溶液，质量分数为50％
‑
80％；4)将步骤1中端NCO的半封端预聚体和中间体2按照异氰酸酯基(
‑
NCO)与仲胺(
‑
NH
‑
)摩尔比1:1反应得到亲水型阳离子光固化树脂。3.根据权利要求1所述亲水型阳离子光固化树脂的制备方法，其特征在于：所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、改性二苯基甲烷二异氰酸酯(液化MDI)中的一种或至少两种的组合；所述带羟基的氧杂环丁烷包括3
‑
羟甲基氧杂环丁烷、3
‑
甲基
‑3‑
羟甲基氧杂环丁烷、3
‑
乙基
‑3‑
羟甲基氧杂环丁烷中的至少一种。4.根据权利要求1所述亲水型阳离子光固化树脂的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：康翼鸿，喻学锋，程文杰，何睿，吴列，甄亚枝，杨帆，
申请(专利权)人：武汉中科先进材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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