专利名称：：紫外光固化的水性聚氨酯树脂及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种聚氨酯树脂，特别涉及一种紫外光固化的水性聚氨酯树脂及其制备方法，属于高分子材料
技术领域：
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背景技术：
：紫外光固化的水性聚氨酯树脂是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，因其无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点，在涂料和胶粘剂领域有着广泛的应用。目前，己经有许多文献报道了紫外光固化的水性聚氨酯树脂，如刊名《涂料技术与文摘》公开的《水性UV固化聚氨酯分散体的合成及其性能研究》，中国科技大学高分子科学与工程系，合肥230026，作者李维虎等。刊名《湖南大学报》2003年30巻4期公开的《水性聚氨酯丙烯酸酯预聚物UV固化的涂膜性能研究》，作者赵旭等。刊名《合成橡胶工业》2004年27巻3期公开的《紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯》作者王得宁等。上述文献报道的技术，固化聚氨酯涂膜的交联度不高，相对分子量较小，耐化学品性能较差，不能同时能兼顾硬度和柔韧性的要求。
发明内容本发明的目的是克服现有技术不足，而提供一种紫外光固化的水性聚氨酯树脂。本发明的另一目的是提供种紫外光固化的水性聚氨酯树脂的制备方法。本发明解决问题采取的技术方案为紫外光固化的水性聚氨酯树脂，其特征是，其结构通式为-『严pfHCOCTN(C2H5)3FT所述的紫外光固化的水性聚氨酯树脂的制备方法，包括如下步骤1)将5080重量份的聚醚多元醇和3050重量份的多异氰酸酯加入反应釜中，在6080。C下反应L52.5h;2)向反应釜中加入610重量份的二羟甲基丙酸，在6080。C下反应L52.5h;3)向步骤2)反应后的产物中加入2030重量份的丙酮，然后在氮气保护下加入1020重量份的单羟基丙烯酸酯、0.11重量份的二月桂酸二丁基锡和0.51.5重量份的2，6二叔丁基对甲酚，在温度为80卯'C下反应2.53.5h;4)向步骤3)反应后的产物中加入1530重量份的季戊四醇二丙烯酸酯，在温度为5070'C下反应2.53.5h，然后加入0.53重量份的三乙胺中和；5)向步骤4)反应后的产物中加入100200重量份的水搅拌混合，并真空脱去丙酮，即得产品。所述的紫外光固化的水性聚氨酯树脂的制备方法，其中步骤1)中所述的聚醚多元醇的分子量为10003000，所述的多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的任意一种。所述的紫外光固化的水性聚氨酯树脂的制备方法，其中步骤1)中所述的聚醚多元醇的分子量优选为1000,所述的多异氰酸酯优选甲苯二异氰酸酯。所述的紫外光固化的水性聚氨酯树脂的制备方法，其中步骤3)中所述的单羟基丙烯酸酯为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的任意一种。所述的紫外光固化的水性聚氨酯树脂的制备方法，其中步骤3)中所述的单羟基丙烯酸酯优选丙烯酸酯羟丙酯。所述的紫外光固化的水性聚氨酯树脂的制备过程如下-产320CN~ET^NCO+HOCH2—厂CH3OH-COOHHf严PfHCOO—N(C2Hs)3H—本发明的有益效果是将聚醚二醇引入聚氨酯主链中，并用单羟基丙烯酸酯类的单体封端这样聚氨酯链中可以引入更多的双键进行交联聚合，提高了涂膜的交联和相对分子量，有效提高了UV固化水性体系的耐化学品性能，同时能兼顾硬度和柔韧性两面性能。产品具有良好的涂膜硬度和柔韧性，环保无毒，生产成本低。以固体份10%50%的水性聚氨酯树脂。以5%10%的丙烯酸酯稀释剂，以0.1%10%的光引发剂，以0,1%1%的助剂，制成了可光固化的水性涂料。其性能如表l-表l<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>具体实施例方式本发明实施例所用聚醚多元醇为天津石化的N210产品，多异氰酸酯为德国拜耳公司的产品，单羟基丙烯酸酯为上海高桥石化公司的产品，二羟甲基丙酸为瑞典Perstor公司的产品，季戊四醇二丙烯酸酯为台湾长兴化学公司的产品。实施例1紫外光固化的水性聚氨酯树脂的制备1)将55重量份的分子量为1000的聚醚多元醇和30重量份的甲苯二异氰酸酯加入反应釜中，在8(TC下反应2h;2)向反应釜中加入9重量份的二羟甲基丙酸，在7(TC下反应2h;3)向步骤2)反应后的产物中加入25重量份的丙酮，然后在氮气保护下加入18重量份的丙烯酸羟丙酯、0.5重量份的二月桂酸二丁基锡和0.8重量份的2,6二叔丁基对甲酚，在温度为90'C下反应3h;4)向步骤3)反应后的产物中加入25重量份的季戊四醇二丙烯酸酯，在温度为60'C下反应3h，然后加入0.6重量份的三乙胺中和；5)向步骤4)反应后的产物中加入170重量份的水搅拌混合，并真空脱去丙酮，即得产口叩o实施例2紫外光固化的水性聚氨酯树脂的制备-1)将50重量份的分子量为1000的聚醚多元醇和35重量份的异佛尔酮二异氰酸酯加入反应釜中，在70'C下反应2.5h;2)向反应釜中加入8重量份的二羟甲基丙酸，在70'C下反应2.5h;3)向步骤2)反应后的产物中加入30重量份的丙酮，然后在氮气保护下加入15重量份的丙烯酸羟丙酯、0.5重量份的二月桂酸二丁基锡和0.8重量份的2，6二叔丁基对甲酚，在温度为80'C下反应3h;4)向步骤3)反应后的产物中加入20重量份的季戊四醇二丙烯酸酯，在温度为6(TC下反应3h，然后加入0.6重量份的三乙胺中和；5)向步骤4)反应后的产物中加入160重量份的水搅拌混合，并真空脱去丙酮，即得产口叩o实施例3紫外光固化的水性聚氨酯树脂的制备1)将50重量份的分子量为IOOO的聚醚多元醇，40重量份的甲苯二异氰酸酯加入反应釜中在70。C反应2.5h.2)向反应釜中加入8重量份的二羟甲基丙酸，在70'C下反应2.5h.3)向步骤2)反应后的产物中加入30重量份的丙酮，然后在氮气保护下加入15重量份的丙烯酸羟乙酯、0.5重量份的二月桂酸二丁基锡和0.8重量份的2,6二叔丁基对甲酚，在温度为80。C下反应3h;4)向步骤3)反应后的产物中加入20重量份的季戊四醇二丙烯酸酯，在温度为6(TC下反应3h，然后加入0.6重量份的三乙胺中和；5)向步骤4)反应后的产物中加入160重量份的水搅拌混合，并真空脱去丙酮，即得产n叫o实施例4制备的紫外光固化的水性聚氨酯树脂的性能测定1)固含量-按重量法测定固体含量。将少量样品置于称量瓶中在分析天平上称重后放入箱在120'C烘1个小时至恒重。2)总挥发性有机化合物(TVOC):TVOC的测定采用分步方法进行(l)测定水性涂料或树脂中总挥发物含量；(2)应用电位滴定法用KarIFischer试剂测定水的含量(或采用气相色谱法)；(3)测定水性涂料或树脂的密度；(4)用气相色谱法测定免检溶剂的含量(目前我国相关标准中不作要求)；(5)计算得到TV0C含量。3)黏度用旋转黏度计，根据里程表选择适当的转子和转速，系数确定。测定时指针刻度盘上指示的读数必须乘上系数表的特定系数才为测得的绝对黏度(Mpa.s)。转速为60rpm，选用2号转子，温度25'C。4)涂膜摆杆硬度采用GB/T1730-1993的方法测试。各实施例制得的产品的性能测试结果如表2:表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>权利要求1、紫外光固化的水性聚氨酯树脂，其特征是，其结构通式为2、按照权利要求1所述的紫外光固化的水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征是，包括如下步骤1)将5080重量份的聚醚多元醇和3050重量份的多异氰酸酯加入反应釜中，在6080。C下反应1.5~2.5h:2)向反应釜中加入610重量份的二羟甲基丙酸，在6080'C下反应1.5~2.5h;3)向步骤2)反应后的产物中加入2030重量份的丙酮，然后在氮气保护下加入1020重量份的单羟基丙烯酸酯、0.11重量份的二月桂酸二丁基锡和0.51.5重量份的2,6二叔丁基对甲酚，在温度为8090'C下反应2.53.5h;4)向步骤3)反应后的产物中加入1530重量份的季戊四醇二丙烯酸酯，在温度为507(TC下反应2.53.5h，然后加入0.53重量份的三乙胺中和；5)向步骤4)反应后的产物中加入100200重量份的水搅拌混合，并真空脱去丙酮，即得产品。3、按照权利要求2所述的紫外光固化的水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征是，步骤l)中所述的聚醚多元醇的分子量为10003000，所述的多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的任意一种。4、按照权利要求3所述的紫外光固化的水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征是，步骤l)中所述的聚醚多元醇的分子量为1000,所述的多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。5、按照权利要求2所述的紫外光固化的水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征是，步骤3)中所述的单羟基丙烯酸酯为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的任意一种。6、按照权利要求5所述的紫外光固化的水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征是，步骤3)中所述的单羟基丙烯酸酯为丙烯酸酯羟丙酯。全文摘要本发明公开了一种紫外光固化的水性聚氨酯树脂，其结构通式为右式，该种紫外光固化的水性聚氨酯树脂将聚醚二醇引入聚氨酯主链中，并用单羟基丙烯酸酯类的单体封端这样聚氨酯链中可以引入更多的双键进行交联聚合，提高了涂膜的交联和相对分子量，有效提高了UV固化水性体系的耐化学品性能，同时能兼顾硬度和柔韧性两面性能。文档编号C08G18/67GK101613449SQ20091001733公开日2009年12月30日申请日期2009年7月27日优先权日2009年7月27日发明者关存洲,肖志军申请人:青岛富臣化工有限公司