一种自引发阳离子电泳聚氨酯丙烯酸酯树脂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于紫外光固化树脂高分子材料合成的技术领域，具体涉及一种自引发阳离子电泳聚氨酯丙烯酸酯树脂及其制备方法和应用，所述树脂包括以重量份计的如下组分：

【技术实现步骤摘要】
一种自引发阳离子电泳聚氨酯丙烯酸酯树脂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于紫外光固化树脂高分子材料合成的
，具体涉及一种自引发阳离子电泳聚氨酯丙烯酸酯树脂及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]电泳涂料是一种新型的节能
、
环保且防腐蚀性好的涂料，其具有耐水和耐化学性能好的优点，易实现涂装工艺的机械化和自动化
。
电泳是涂装金属工件最有效的方法之一
。
紫外光固化技术是一种以紫外光为固化源，可以快速实现聚合物的交联聚合，具有高效
、
节能环保的优点
。
电泳工艺与紫外光固化技术相结合，可以实现金属基材环保
、
高效的机械化自动化涂装
。
[0003]电泳涂料一般是水性涂料
(
如水性聚氨酯
、
水性丙烯酸乳液等
)
，具有固化干燥速度慢，硬度低等缺点
。
水性紫外光固化涂料以电泳工艺进行涂装，在涂层表面水分干燥后，可以通过紫外光辐照迅速交联固化，达到较高的硬度和较优异的耐磨性
。
但水性紫外光固化涂料需要加入光引发剂，一般光引发剂均是油溶性物质，很难均匀的分散于水性紫外光固化树脂中，即使分散于树脂中，其机械稳定性也比较差，可能导致涂层固化不均匀
。
同时，光引发剂是小分子，未完全分解的光引发剂残留在涂层内部，最终会慢慢迁移到涂层表面，导致其应用范围受到一定限制
。
[0004]专利
CN101481450A
，通过异氰酸酯基团与光引发剂
2959
中的伯羟基直接反应，制备了一种可光敏自引发的聚氨酯内烯酸酯齐聚物，其包含三种不同结构的齐聚物：两端均是丙烯酸酯双键的聚氨酯齐聚物
(
无效成分
)、
一端是丙烯酸酯双键，另一端是光引发剂
2959
的聚氨酯齐聚物
(
有效成分
)
和两端均是光引发剂
2959
的聚氨酯齐聚物
(
非光聚合组分
)
，可以一定程度上降低光引发剂的迁移性，但其制备的齐聚物含有两种无效成分，且有效成分只含有一个可光聚合的丙烯酸酯双键，其固化速度较慢，且固化膜硬度较低，无法满足应用要求
。
[0005]专利
CN110835397A
公开了一种自交联水性光固化聚氨酯及其制备方法
。
其通过在侧链引入二苯甲酮和丙烯酸酯双键赋予其自引发的光固化特性，同时在分子两端引入了伯胺或仲胺基团
。
由于伯胺或仲胺易于与丙烯酸酯双键发生迈克尔加成反应，导致其可能在紫外光照前，树脂分子中的丙烯酸酯双键已经与伯胺或仲胺发生了迈克尔加成反应，最终导致乳液体系不稳定甚至凝胶
。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种自引发阳离子电泳聚氨酯丙烯酸酯树脂及其制备方法和应用，解决了油溶性光引发剂较难均匀的分散于水性紫外光固化涂料导致涂层固化不均匀
、
小分子光引发剂残留迁移
、
树脂固化速度慢
、
固化膜硬度低及树脂不稳定的问题
。
[0007]本专利技术的第一个目的在于提供一种自引发阳离子电泳聚氨酯丙烯酸酯树脂
。
[0008]本专利技术的第二个目的在于提供上述自引发阳离子电泳聚氨酯丙烯酸酯树脂的制备方法
。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]一种自引发阳离子电泳聚氨酯丙烯酸酯树脂材料，包括以重量份计的如下组分：异佛尔酮二异氰酸酯
41.02
～
44.54
份
、
聚碳酸酯二元醇
29.13
～
31.57
份
、N
‑
甲基二乙醇胺
4.29
～
4.36
份
、1,4
‑
丁二醇
3.75
～
5.34
份
、E
‑
2959
光活性扩链剂
2.13
～
10.46
份
、
丙烯酸羟乙酯
9.18
～
9.95
份
、
乙酸
2.16
～
2.20
份
、
阻聚剂；所述阻聚剂为固含质量的
0.05
～
0.10
％；
[0011]所述光活性扩链剂
E
‑
2959
的结构式为
[0012][0013]优选地，所述自引发阳离子电泳聚氨酯丙烯酸酯树脂，具有如
(I)
式所示的结构：
[0014][0015]其中具有光活性，在紫外光辐照照条件下可以引发双键聚合
。
[0016]一种自引发阳离子电泳聚氨酯丙烯酸酯树脂的制备方法，包括如下步骤：
[0017]S1、
将异佛尔酮二异氰酸酯和聚碳酸酯二元醇加热反应；然后向其中滴加
N
‑
甲基二乙醇胺和
1,4
‑
丁二醇，控制反应温度，反应后得到预聚物
I
；
[0018]S2、
向步骤
S1
所得预聚物
I
中加入光活性扩链剂
E
‑
2959
，加热条件下反应；然后加入丙烯酸羟乙酯和阻聚剂，反应后得到预聚物
II
；
[0019]S3、
在加热和搅拌条件下，向步骤
S2
所得预聚物
II
中加入乙酸，保温反应后得到预聚物
III
，反应过程使用溶剂调节反应体系黏度，然后将预聚物
III
加入到水中搅拌，除去溶剂后即得
。
[0020]优选地，步骤
S1
所述聚碳酸酯二元醇分子量为
2000g/mol
，羟值在
55
～
57mg KOH/g。
[0021]优选地，步骤
S1
所述加热温度为
90℃
～
105℃
，更优选为
95℃
～
98℃
；反应时间为
0.5h
‑
2h
，更优选为
1h
；所述控制反应温度在
75℃
～
90℃
，更优选为
80℃
～
85℃
；反应时间为
0.5h
‑
2h
，更优选为
1h。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种自引发阳离子电泳聚氨酯丙烯酸酯树脂材料，其特征在于，包括以重量份计的如下组分：异佛尔酮二异氰酸酯
41.02
～
44.54
份
、
聚碳酸酯二元醇
29.13
～
31.57
份
、N
‑
甲基二乙醇胺
4.29
～
4.36
份
、1,4
‑
丁二醇
3.75
～
5.34
份
、E
‑
2959
光活性扩链剂
2.13
～
10.46
份
、
丙烯酸羟乙酯
9.18
～
9.95
份
、
乙酸
2.16
～
2.20
份
、
阻聚剂；其中，阻聚剂为固含质量的
0.05
％～
0.10
％；所述光活性扩链剂
E
‑
2959
的结构式为
2.
根据权利要求1所述的一种自引发阳离子电泳聚氨酯丙烯酸酯树脂材料，其特征在于，所述自引发阳离子电泳聚氨酯丙烯酸酯树脂具有如
(I)
式所示的结构：其中
3.
权利要求1或2所述的一种自引发阳离子电泳聚氨酯丙烯酸酯树脂材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、
将异佛尔酮二异氰酸酯和聚碳酸酯二元醇加热反应；然后向其中滴加
N
‑
甲基二乙醇胺和
1,4
‑
丁二醇，控制反应温度，反应后得到预聚物
I
；
S2、
向步骤
S1
所得预聚物
I
中加入光活性扩链剂
E
‑
2959
，保温条件下反应；然后加入丙烯酸羟乙酯和阻聚剂，控制反应温度，反应后得到预聚物
II
；
S3、
在加热搅拌条件下，向步...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗青宏，吴淑芳，黄剑彬，黄鸿宏，张永涛，张婷，李治全，刘晓暄，
申请(专利权)人：广东深展实业有限公司，
类型：发明
国别省市：