紫外光固化有机硅改性聚脲/聚氨酯的制备方法技术

本发明专利技术属于有机高分子合成技术领域，具体的涉及一种紫外光固化有机硅改性聚脲/聚氨酯的制备方法。本发明专利技术所述的紫外光固化有机硅改性聚脲/聚氨酯的制备方法，由以下步骤组成：将聚四氢呋喃醚二醇与异氰酸酯反应制作预聚体PU

【技术实现步骤摘要】
紫外光固化有机硅改性聚脲/聚氨酯的制备方法


[0001]本专利技术属于有机高分子合成
，具体的涉及一种紫外光固化有机硅改性聚脲/聚氨酯的制备方法。

技术介绍

[0002]紫外光固化是利用紫外光的照射，使具有光化学活性的液态材料快速聚合交联形成固态材料的技术。紫外光固化拥有聚合速率快、能在常温甚至低温固化、能量消耗低且效率高等优点，是一种环境友好型的固化方式。
[0003]但是紫外光固化技术还是有着应用限制，随着聚氨酯丙烯酸酯分子链增加，分子间氢键作用力强，导致其黏度较大和交联密度低等缺点。这就导致在使用过程中常需要加入大量的稀释剂降低其黏度，这样势必增加成本和环境负担，同时也限制了它的用途。因此，有必要探索一种新型的紫外光固化方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是：提供一种紫外光固化有机硅改性聚脲/聚氨酯的制备方法。该方法使用含羟基的丙烯酸甲酯和含氨基的有机硅化合物改性聚氨酯使得制备的聚脲/聚氨酯薄膜在固化时间、拉伸强度和憎水性方面有很大提高。
[0005]本专利技术所述的紫外光固化有机硅改性聚脲/聚氨酯的制备方法，由以下步骤组成：
[0006](1)预聚体PU
‑
0的制备
[0007]在装有机械搅拌、回流冷凝管、温度计和氮气保护的四口瓶中，加入异氰酸酯A、混合溶剂和二丁基二月桂酸锡制备得到混合溶液，然后将混合溶液升温到50℃，加入聚四氢呋喃醚二醇和混合溶剂的混合物，滴加完毕后反应2
‑
2.5h，最后升温到70r/>‑
73℃继续反应0.5
‑
1h，得到
‑
NCO封端的聚氨酯预聚体PU
‑
0；
[0008](2)聚酯丙烯酸酯树脂PU
‑
1的合成
[0009]向步骤(1)制备得到的聚氨酯预聚体PU
‑
0中加入含羟基的丙烯酸甲酯和对苯二酚，于70
‑
80℃反应2
‑
3h，得到聚酯丙烯酸酯树脂PU
‑
1；
[0010](3)光固化有机硅改性聚脲/聚氨酯的制备
[0011]向步骤(2)制备得到的聚酯丙烯酸酯树脂PU
‑
1中加入含氨基的有机硅化合物，升温至50
‑
55℃反应1
‑
1.5小时，降至常温后即可得到产品。
[0012]其中：
[0013]步骤(1)中所述的混合溶剂为甲苯与乙酸乙酯的混合物，其中，甲苯与乙酸乙酯的体积比为1:1。
[0014]步骤(1)中混合溶剂的体积与聚四氢呋喃醚二醇的体积比为2.6
‑
3.5，且步骤(1)中前后两次加入的混合溶剂的体积是相等的，即前后两次分别加入的混合溶剂的体积与聚四氢呋喃醚二醇的体积比为1.3
‑
1.7。
[0015]步骤(1)中二丁基二月桂酸锡(DBTDL)用量为聚四氢呋喃醚二醇质量的0.01
‑
0.05％。
[0016]步骤(1)中聚四氢呋喃醚二醇为PTMEG
‑
1000，分子量为500
‑
1500，生产厂家为陶氏化学。
[0017]步骤(1)中异氰酸酯A为六亚甲基二异氰酸酯三聚体，优选万华HT600，用量为聚四氢呋喃醚二醇质量的0.15
‑
0.36倍。
[0018]六亚甲基二异氰酸酯三聚体耐黄变性能相对芳香族异氰酸酯的耐黄变性能更好。相比六亚甲基二异氰酸酯黏度较低，有利于减少溶剂使用，降低大气污染，并且异氰脲酸酯环很稳定，耐候保光性高，形成的涂膜硬度高，耐化学品和耐候性更好。
[0019]步骤(2)中含羟基的丙烯酸甲酯为羟甲基丙烯酸甲酯，用量为聚四氢呋喃醚二醇质量的0.1
‑
0.27倍。
[0020]步骤(2)中对苯二酚的用量为聚四氢呋喃醚二醇质量的0.01％。
[0021]步骤(3)中含氨基的有机硅化合物为N
‑
β
‑
氨乙基
‑
γ
‑
氨丙基聚二甲基硅氧烷(昆山市双友日用化工有限公司生产)，用量为聚四氢呋喃醚二醇质量的0.18
‑
0.56倍。N
‑
β
‑
氨乙基
‑
γ
‑
氨丙基聚二甲基硅氧烷含有氨基，可以和预聚体中的异氰酸酯基团反应，在分子链中引入硅氧烷基团，从而具有快速湿固化的特性，相比于含羟基的有机硅化合物，N
‑
β
‑
氨乙基
‑
γ
‑
氨丙基聚二甲基硅氧烷中多个氨基中氢的活性更强，与异氰酸酯基团反应更快，可以在空间位阻很大的大分子链中快速地完成反应。
[0022]本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0023](1)本专利技术所述的紫外光固化有机硅改性聚脲/聚氨酯的制备方法，使用含羟基的丙烯酸甲酯和含氨基的有机硅化合物改性聚氨酯使得制备的聚脲/聚氨酯薄膜在固化时间、拉伸强度和憎水性方面有很大提高。
[0024](2)本专利技术所述的紫外光固化有机硅改性聚脲/聚氨酯的制备方法，添加含氨基的有机硅化合物，不仅能使聚氨酯材料拥有低的表面能，而且能改善聚氨酯分子柔韧性和低温柔顺性，从而达到降低光固化聚氨酯树脂粘度的目的，特别是有机硅特殊的抗紫外光氧化能力。
具体实施方式
[0025]以下结合实施例对本专利技术作进一步描述。
[0026]实施例1
[0027]本实施例1所述的紫外光固化有机硅改性聚脲/聚氨酯的制备方法，由以下步骤组成：
[0028](1)预聚体PU
‑
0的制备
[0029]在装有机械搅拌、回流冷凝管、温度计和氮气保护的四口瓶中，加入六亚甲基二异氰酸酯三聚体(万华HT600)15g、130mL混合溶剂(V
甲苯
:V
乙酸乙酯
＝1:1)和二丁基二月桂酸锡制备得到混合溶液，其中，二丁基二月桂酸锡(DBTDL)用量为聚四氢呋喃醚二醇质量的0.01％，然后将混合溶液升温到50℃，缓慢加入聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG
‑
1000，分子量为1000，生产厂家为陶氏化学)90g和130mL混合溶剂(V
甲苯
:V
乙酸乙酯
＝1:1)的混合物，滴加完毕后反应2h，最后升温到72℃继续反应0.7h，得到
‑
NCO封端的聚氨酯预聚体PU
‑
0。
[0030](2)聚酯丙烯酸酯树脂PU
‑
1的合成
[0031]向PU
‑
0中加入羟甲基丙烯酸甲酯10g和0.01g对苯二酚，于70℃反应3h，得到聚氨酯丙烯酸树脂PU
‑
1。
[0032](3)光固化有机硅改性聚脲/聚氨酯的制备
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紫外光固化有机硅改性聚脲/聚氨酯的制备方法，其特征在于：由以下步骤组成：(1)预聚体PU
‑
0的制备在装有机械搅拌、回流冷凝管、温度计和氮气保护的四口瓶中，加入异氰酸酯A、混合溶剂和二丁基二月桂酸锡制备得到混合溶液，然后将混合溶液升温到50℃，加入聚四氢呋喃醚二醇和混合溶剂的混合物，滴加完毕后反应2
‑
2.5h，最后升温到70
‑
73℃继续反应0.5
‑
1h，得到
‑
NCO封端的聚氨酯预聚体PU
‑
0；(2)聚酯丙烯酸酯树脂PU
‑
1的合成向步骤(1)制备得到的聚氨酯预聚体PU
‑
0中加入含羟基的丙烯酸甲酯和对苯二酚，于70
‑
80℃反应2
‑
3h，得到聚酯丙烯酸酯树脂PU
‑
1；(3)光固化有机硅改性聚脲/聚氨酯的制备向步骤(2)制备得到的聚酯丙烯酸酯树脂PU
‑
1中加入含氨基的有机硅化合物，升温至50
‑
55℃反应1
‑
1.5小时，降至常温后即可得到产品。2.根据权利要求1所述的紫外光固化有机硅改性聚脲/聚氨酯的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的混合溶剂为甲苯与乙酸乙酯的混合物，其中，甲苯与乙酸乙酯的体积比为1:1。3.根据权利要求1所述的紫外光固化有机硅改性聚脲/聚氨酯的制备方法，其特征在于：步骤(1)中混合溶剂的体积与聚四氢呋喃醚二醇的体积比为2.6
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：荆晓东，柴可军，耿佃勇，王国强，
申请(专利权)人：山东尚正新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：