一种颜料润湿好的聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种光固化涂料用齐聚物，具体涉及一种颜料润湿好的聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法，属于高分子材料技术领域。


背景技术：

2.紫外光(uv)固化技术是始于上世纪60年代末的一种新型涂装技术。该项技术主要通过低聚物(光固化树脂、光固化单体)和光引发剂在紫外光照射下发生光交联反应固化成为目标产物。uv固化技术由于固化快、能耗低、低污染和性能优异等突出优势，在近年来环保要求越来越高的发展趋势下逐渐成为一种主流固化技术。近年来由于光固化体系应用的越来越广，其应用领域已经逐步向以前比较难解决的色墨等领域发展，但由于光固化体系的收缩问题，其颜料润湿性始终是一个比较难以解决的问题。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是针对现有技术的不足，本发明通过大量实验筛选，通过将常见的不饱和脂肪酸和己内酯改性丙烯酸羟基酯结合，将它们引入聚氨酯结构中，利用其长链且含可光固化的双键的特点，创新地制备得到一种反应活性和颜料润湿性都比较优秀的聚氨酯丙烯酸酯树脂。
4.本发明的另一个目的是提供该颜料润湿好的聚氨酯丙烯酸酯树脂的制备方法。
5.技术方案，为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：
6.一种颜料润湿好的聚氨酯丙烯酸酯树脂的制备方法，包括以下步骤：
7.(1)先将一定质量份的不饱和脂肪酸与一定质量份的甲基丙烯酸缩水甘油酯在一定反应条件下进行开环缩合，得到一个带有羟基的中间体；
8.(2)再将步骤(1)中间体和一定质量份的己内酯改性丙烯酸羟基酯混合均匀，之后再与一定质量份不同种类的多异氰酸酯在一定反应条件下进行反应，得到颜料润湿好的光敏型聚氨酯丙烯酸酯树脂。
9.作为优选方案，上述的不饱和脂肪酸为茶油油酸、花生四烯酸、α-亚麻酸、二十碳五烯酸、二十二碳五烯酸、二十二碳六烯酸中的一种或它们的任意组合，优选花生四烯酸，用量为15-40质量份。
10.作为优选方案，上述的甲基丙烯酸缩水甘油酯的用量为5-20质量份。
11.作为优选方案，上述步骤(1)反应条件为催化剂苄基三乙基氯化铵0-1质量份，阻聚剂对羟基苯甲醚0-1质量份，反应温度80-150℃，反应时间1-5小时。
12.作为优选方案，上述的己内酯改性丙烯酸羟基酯为己内酯改性丙烯酸羟乙酯、己内酯改性丙烯酸羟丙酯、己内酯改性甲基丙烯酸羟乙酯、己内酯改性甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或它们的任意组合，用量为15-45质量份。优选己内酯改性丙烯酸羟丙酯。
13.作为优选方案，上述的多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、
三甲基己烷二异氰酸酯、四甲基苯二甲苯二异氰酸酯、多苯基甲烷多异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯三聚体中的一种或它们的任意组合，用量为10-40质量份。优选六亚甲基二异氰酸酯三聚体。
14.作为优选方案，上述的步骤(2)反应条件为催化剂二月桂酸二丁基锡0-1质量份，阻聚剂对羟基苯甲醚0-1质量份，反应温度40-100℃，反应时间1-5小时。
15.有益效果：
16.本发明通过大量实验筛选，通过将不饱和脂肪酸和己内酯改性丙烯酸羟基酯结合，然后将它们引入聚氨酯结构中，利用其长链且含可光固化的双键的特点，创新地制备得到一种反应活性和颜料润湿性都比较优秀的聚氨酯丙烯酸酯树脂。本发明制备得到的聚氨酯丙烯酸酯树脂，通过uv固化后所得的漆膜具备优异的颜料润湿性、表面硬度、较好的柔韧性和优异的储存稳定性。
具体实施方式
17.实施例1
18.一种颜料润湿好的聚氨酯丙烯酸酯树脂的制备方法，包括以下步骤：
19.(1)先将29.1质量份的花生四烯酸与13.6质量份的甲基丙烯酸缩水甘油酯在0.5质量份催化剂苄基三乙基氯化铵，0.5质量份阻聚剂对羟基苯甲醚，反应温度110℃下进行开环缩合反应时间2小时，得到一个带有羟基的中间体；
20.(2)再将步骤(1)带有羟基的中间体和23.7质量份的单己内酯改性丙烯酸羟乙酯混合均匀，之后再与32质量份六亚甲基二异氰酸酯三聚体，在0.1质量份催化剂二月桂酸二丁基锡，0.5质量份阻聚剂对羟基苯甲醚，反应温度85℃条件下反应4小时，得到最终的光敏型聚氨酯丙烯酸酯树脂。
21.实施例2
22.一种颜料润湿好的聚氨酯丙烯酸酯树脂的制备方法，包括以下步骤：
23.(1)先将32.2质量份的二十二碳六烯酸与13.9质量份的甲基丙烯酸缩水甘油酯，在0.5质量份催化剂苄基三乙基氯化铵，0.5质量份阻聚剂对羟基苯甲醚，反应温度110℃下，进行开环缩合反应2小时，得到一个带有羟基的中间体；
24.(2)再将步骤(1)带有羟基的中间体和35.3质量份的二己内酯改性甲基丙烯酸羟丙酯混合均匀，之后再与17质量份甲苯二异氰酸酯，在0.1质量份催化剂二月桂酸二丁基锡，0.5质量份阻聚剂对羟基苯甲醚，反应温度70℃条件下反应4小时，得到最终的光敏型聚氨酯丙烯酸酯树脂。
25.实施例3
26.一种颜料润湿好的聚氨酯丙烯酸酯树脂的制备方法，包括以下步骤：
27.(1)先将29.6质量份的二十碳五烯酸与13.9质量份的甲基丙烯酸缩水甘油酯，在0.5质量份催化剂苄基三乙基氯化铵，0.5质量份阻聚剂对羟基苯甲醚，反应温度115℃下，进行开环缩合反应1.5小时，得到一个带有羟基的中间体；
28.(2)再将步骤(1)带有羟基的中间体和23.1质量份的单己内酯改性丙烯酸羟乙酯混合均匀，之后再与25.6质量份甲苯二异氰酸酯，在0.1质量份催化剂二月桂酸二丁基锡，0.5质量份阻聚剂对羟基苯甲醚，反应温度90℃条件下反应3小时，得到最终的光敏型聚氨
酯丙烯酸酯树脂。
29.实施例4性能测试：
30.将实施例1、2和3制备的得到的聚氨酯丙烯酸酯树脂和光引发剂1173以97:3的比例充分混合均匀并在80mw/cm2的紫外光光强下进行固化(固化速度一次表示以80mw/cm2的能量即可固化完全，而多次则是以次数乘以80mw/cm2得到的能量数据为完全固化所需的能量)，得到的性能测试结果如下表1所示
31.表1性能检测结果
[0032][0033]
注：表中固化速度是直接在uv固化机上以80mw/cm2的光强固化测试得到的。
[0034]
以上硬度测试方法采用铅笔划痕法，依据标准是gb/t 6739-2006；柔韧性采用漆膜弹性试验器测定，依据标准是gb/t1731-79。
[0035]
由以上实验结果表明，相比其它实施例，本发明实施例1制备得到的中聚氨酯丙烯酸酯树脂具有更好的干性，通过uv固化后所得的漆膜具备优异的颜料润湿性、表面硬度、较好的柔韧性和优异的储存稳定性，取得了很好的技术效果。说明不同原料组成反应条件不同，得到的树脂的性能具有明显的区别。
[0036]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。