一种高折射UV光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂及其制备方法与流程

一种高折射uv光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及丙烯酸酯树脂材料领域，特别是涉及一种高折射uv光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂及其制备方法。


背景技术：

2.自20世纪60年代光固化涂料诞生以来，随着人们节能环保意识的不断增强，光固化涂料的适应性广、节能、高效、环境友好等优点受到人们的重视。光固化涂料发展十分迅速，光固化涂料品种性能不断增强，应用的领域也在不断扩展，产量日益增长，呈现出十分迅猛的发展势头。目前，光固化涂料不仅大量应用于纸张、塑料、皮革、金属、玻璃、陶瓷等多种基材。
3.除了上述应用领域外，光固化涂料还将用在透镜、光纤通信材料、印刷电路板、电子元器件封装、光学器件等材料领域。而这些领域就需要其中的光固化树脂拥有特殊的高折射性能。高折射率的uv树脂拥有优异的抗冲击性、可加工性、易染色和轻量化等优点。折射率越高，材料就越薄，因此高折射率的树脂更适合用于上述材料领域中。而普通的uv树脂的折射率只有1.3～1.5，并不能达到高折射，折射率1.6以上的要求，并不适用于上述材料领域。因此亟需开发一种高折射率的uv树脂。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供一种高折射uv光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂。
5.本发明提供一种高折射uv光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂的制备方法，工艺简单，操作便捷。
6.本发明采用如下技术方案：
7.一种高折射uv光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂的制备方法，包括如下步骤：
8.s1、制备含硫的芳香族聚酯多元醇：在氮气的气氛下，加入一定比例的硫醚、酸和二甲苯升温搅拌；升温至180～250℃，酯化反应22～24h，直至酸价≤30mg koh/g，关闭氮气，继续保温反应至酸价≤1mgkoh/g，抽真空抽出物料中的二甲苯；降温至90℃出料，得粘稠液体，即含硫的芳香族聚酯多元醇；
9.s2、制备高折射率光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂：取上述含硫的芳香族聚酯多元醇、催化剂入反应釜升温至60～80℃开始搅拌；向其中加入一定量的异氰酸酯，升温至75～85℃反应2h；降温至60～70℃，加入一定量的封端剂、阻聚剂，升温至75～85℃反应2h；出料，得高折射率光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂。
10.对上述技术方案的进一步改进为，所述硫醚为含双羟基硫醚。
11.对上述技术方案的进一步改进为，所述含双羟基硫醚为4,4二羟基二苯硫醚、硫代二甘醇或双(3-羟基苯基)二硫醚。
12.对上述技术方案的进一步改进为，所述酸为芳香族饱和酸或芳香族酸酐。
13.对上述技术方案的进一步改进为，所述酸为邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲
酸、苯酐或四氢苯酐。
14.对上述技术方案的进一步改进为，所述异氰酸酯为异氟尔酮二异氰酸、六亚甲基二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯。
15.对上述技术方案的进一步改进为，所述催化剂为钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、钛酸异丁酯、醋酸锌或辛酸亚锡。
16.对上述技术方案的进一步改进为，所述封端剂为含羟基的丙烯酸酯单体。
17.对上述技术方案的进一步改进为，所述含羟基的丙烯酸酯单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯或季戊四醇三丙烯酸酯。
18.一种高折射uv光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂，所述高折射uv光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂使用所述的制备方法制得。
19.本发明的有益效果为：
20.本发明通过树脂结构引入苯环结构，苯环具有很高的摩尔折射和高介电常数，提高苯环密度有利于提高uv树脂的折射率，引入硫醚结构也能提高树脂的折射率和热稳定性；异氰酸酯提供了优异的机械性能和耐化学药性，是制作不黄变的聚氨酯树脂的主要原料；丙烯酸-2-羟乙酯等单体提供了光固化性能；综上，本发明可以明显提高树脂的折射率，比传统的uv树脂更加适用于光学器件、封装等领域。
附图说明
21.图1为本发明的高折射uv光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂的制备含硫的芳香族聚酯多元醇的合成图；
22.图2为本发明的高折射uv光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂的制备高折射率光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂的合成图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.如图1及图2所示，一种高折射uv光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂的制备方法，包括如下步骤：
25.s1、制备含硫的芳香族聚酯多元醇：在氮气的气氛下，加入一定比例的硫醚、酸和二甲苯升温搅拌；升温至180～250℃，酯化反应22～24h，直至酸价≤30mg koh/g，关闭氮气，继续保温反应至酸价≤1mgkoh/g，抽真空抽出物料中的二甲苯；降温至90℃出料，得粘稠液体，即含硫的芳香族聚酯多元醇；
26.s2、制备高折射率光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂：取上述含硫的芳香族聚酯多元醇、催化剂入反应釜升温至60～80℃开始搅拌；向其中加入一定量的异氰酸酯，升温至75～85℃反应2h；降温至60～70℃，加入一定量的封端剂、阻聚剂，升温至75～85℃反应2h；出料，得高折射率光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂。
27.硫醚可以是4,4二羟基二苯硫醚、硫代二甘醇、双(3-羟基苯基)二硫醚等含双羟基
硫醚；
28.酸可以是邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、苯酐、四氢苯酐等芳香族饱和酸或芳香族酸酐，不仅限于上述材料，以及同样原料合成的醇不同分子量也可达到上述效果。
29.异氰酸酯可以是异氟尔酮二异氰酸、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯等二异氰酸酯。
30.封端剂可以是丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、季戊四醇三丙烯酸酯等含羟基的丙烯酸酯单体均可达到上述效果。
31.催化剂可以钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、钛酸异丁酯、醋酸锌、辛酸亚锡等。
32.实施例1
33.s1、制备含硫的芳香族聚酯多元醇：在氮气气氛下，加入89.4g4,4二羟基二苯硫醚，50.6g苯酐，0.1g钛酸正丁酯和60g二甲苯升温搅拌；逐渐升温至220℃，搅拌22h，测酸价≤30mg koh/g，关闭氮气，继续保温反应至酸价≤1mgkoh/g，抽真空抽出物料中的二甲苯；降温至90℃出料，得无色至淡黄色粘稠液体。
34.s2、制备高折射率光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂：取s1合成多元醇75.2g,0.05g二月桂酸二丁基锡入反应釜中升温至60℃搅拌；向其中加入16.3g异氟尔酮二异氰酸，升温至80℃搅拌2h；降温至60℃搅拌，加入8.5g丙烯酸羟乙酯，0.1g对羟基苯甲醚，升温至85℃搅拌2h；出料得无色澄清透明的高折射率聚氨酯丙烯酸酯。
35.实施例2
36.s1、制备含硫的芳香族聚酯多元醇：在氮气气氛下，加入67.1g硫代二甘醇，72.9g对苯二甲酸，0.1g钛酸异丙酯和60g二甲苯升温搅拌；逐渐升温至220℃，搅拌22h，测酸价≤30mg koh/g，关闭氮气，继续保温反应至酸价≤1mgkoh/g，抽真空抽出物料中的二甲苯；降温至90℃出料，得淡黄色粘稠液体。
37.s2、制备高折射率光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂：取s1合成多元醇67.7g,0.04g二月桂酸二丁基锡入反应釜中升温至60℃搅拌；向其中加入18.5g甲苯二异氰酸，升温至80℃搅拌2h；降温至60℃搅拌，加入13.8g甲基丙烯酸羟乙酯，0.15g对羟基苯甲醚，升温至85℃搅拌2h；出料得淡黄色澄清透明的高折射率聚氨酯丙烯酸酯。
38.实施例3
39.s1、制备含硫的芳香族聚酯多元醇：在氮气气氛下，加入93.5g双(3-羟基苯基)二硫醚，72.9g间苯二甲酸，0.1g钛酸四异丁酯和55g二甲苯升温搅拌；逐渐升温至220℃，搅拌24h，测酸价≤30mg koh/g，关闭氮气，继续保温反应至酸价≤1mgkoh/g，抽真空抽出物料中的二甲苯；降温至90℃出料，得淡黄色粘稠液体。
40.s2、制备高折射率光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂：取s1合成多元醇76g,0.03g二月桂酸二丁基锡入反应釜中升温至60℃搅拌；向其中加入16.04g六亚甲基二异氰酸，升温至80℃搅拌2h；降温至60℃搅拌，加入12.41g丙烯酸羟丙酯，0.12g对羟基苯甲醚，升温至85℃搅拌2h；出料得淡黄色澄清透明的高折射率聚氨酯丙烯酸酯。
41.实施例4
42.s1、制备含硫的芳香族聚酯多元醇：在氮气气氛下，加入85g双(3-羟基苯基)二硫醚，59.1g间苯二甲酸，0.08g钛酸四异丁酯和50g二甲苯升温搅拌；逐渐升温至220℃，搅拌24h，测酸价≤30mg koh/g，关闭氮气，继续保温反应至酸价≤1mgkoh/g，抽真空抽出物料中
的二甲苯；降温至90℃出料，得淡黄色粘稠液体。
43.s2、制备高折射率光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂：取s1合成多元醇53.6g,0.03g二月桂酸二丁基锡入反应釜中升温至60℃搅拌；向其中加入22g六亚甲基二异氰酸，升温至80℃搅拌2h；降温至60℃搅拌，加入12.41g丙烯酸羟丙酯，0.12g对羟基苯甲醚，升温至85℃搅拌2h；出料得淡黄色澄清透明的高折射率聚氨酯丙烯酸酯。
44.本发明通过树脂结构引入苯环结构，苯环具有很高的摩尔折射和高介电常数，提高苯环密度有利于提高uv树脂的折射率，引入硫醚结构也能提高树脂的折射率和热稳定性；异氰酸酯提供了优异的机械性能和耐化学药性，是制作不黄变的聚氨酯树脂的主要原料；丙烯酸-2-羟乙酯等单体提供了光固化性能；综上，本发明可以明显提高树脂的折射率，比传统的uv树脂更加适用于光学器件、封装等领域。
45.以上所述实施例仅表达了本发明得到几种实施方式，但本发明的实施方式不受上述实施例的限制。其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变，都属于本发明的保护范围。