一種用于紫外光固化的有機硅烷丙烯酸聚氨酯的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于紫外光固化的有機硅烷丙烯酸聚氨酯的制備方法。它是由二異氰酸酯與聚醚二元醇進行反應(yīng)，再分別與丙烯酸羥基酯和含氨基的硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng)。將該有機硅烷丙烯酸聚氨酯作為基體樹脂，與稀釋劑和光引發(fā)劑在紫外光作用下在普通玻璃上制成漆膜，該漆膜具有相對較高的表面硬度，收縮率極低；經(jīng)100℃沸水煮2小時，漆膜無起泡脫落，百格刀試驗附著力表現(xiàn)為優(yōu)良。
【專利說明】一種用于紫外光固化的有機硅烷丙烯酸聚氨酯的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于紫外光固化的有機硅烷丙烯酸聚氨酯的制備方法，屬于高分 子化學合成【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚氨酯是由多異氰酸酯和聚醚多元醇或聚醚多元醇或/及小分子多元醇、多元 胺或水等擴鏈劑或交聯(lián)劑等原料制成的聚合物，其特征是含有單元結(jié)構(gòu)氨基甲酸酯鍵 (-NH-C0-)鏈中含有交替的軟鏈段和硬鏈段。通過改變原料種類及組成，可以大幅度地改 變產(chǎn)品形態(tài)及其性能，得到從柔軟到堅硬的最終產(chǎn)品。聚氨酯丙烯酸酯兼具有丙烯酸和聚 氨酯兩種材料的優(yōu)點，其反應(yīng)活性高，固化速率快，具有優(yōu)異的柔韌性、附著力、耐低溫性、 耐磨性和抗化學品性能。目前，根據(jù)應(yīng)用要求，利用聚氨酯分子設(shè)計原理，從制備到應(yīng)用出 現(xiàn)了大量有關(guān)聚氨酯方面的專利。比如，由CN103305098A公開了一種浸漬強化地板上的耐 水煮UV高附著力底漆，由CN101704936A公開了一種聚氨酯的制備方法及聚氨酯樹脂，由 CN10106407A公開了一種聚氨酯樹脂組合物及其制備方法，由CN102190789A公開了聚氨酯 丙烯酸酯樹脂的制備方法，由CN102516921A公開了一種硅烷改性聚氨酯玻璃漆底涂劑，其 主體材料硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體是由氨基甲基三甲氧基硅烷、Y-巰丙基三甲氧基硅烷 或Y-氨丙基三甲氧基硅烷對端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚物進行封端改性而得。但是，聚氨 酯涂料在耐水性、光澤等方面還不夠完善，尤其是對玻璃的粘結(jié)性不強。
[0003] 玻璃的主要結(jié)構(gòu)是二氧化硅四面體，取向性很強。玻璃屬于極性底材，且表面光 滑，與一般高分子材料之間親和力缺乏，普通的高分子樹脂基漆料在其表面粘附時，很難形 成有效附著。通常采用附著力促進劑對玻璃表面進行預(yù)處理或在樹脂中摻混附著力促進 齊U，以提高玻璃和涂膜之間的界面作用力。劉忠等人（《電鍍與涂飾》，2009,28(11))報道 了用3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷為附著力促進劑，獲得了高附著、耐水煮的丙烯 酸環(huán)氧樹脂漆；中國專利CN103709800A公開了一種對玻璃高附著的UV樹脂的制備方法，它 通過丙烯酸類單體改性的納米二氧化硅再與含氟丙烯酸樹脂共混。該方法雖有一定效果， 但成本太高難以推廣使用。由此，具有高附著力，而且能夠耐水煮的玻璃漆仍是一個未解決 的難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是，提供一種用于紫外光固化的有機硅烷丙烯酸聚氨酯的制備方 法。利用該有機硅烷丙烯酸聚氨酯作為基體樹脂，紫外光固化得到了漆膜，與玻璃基板不僅 具有很強的附著力，而且耐沸水煮2小時仍不脫落起泡，解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于紫外光固化的有機硅烷丙烯酸聚氨 酯的制備方法，其技術(shù)路線如下：
[0006]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于紫外光固化的有機硅烷丙烯酸聚氨酯的制備方法，其特征在于，包括以下 步驟： (1) 按照二異氰酸酯和聚醚二元醇的摩爾比1 : 1.03,以二月桂酸二丁基錫為催化劑， 于40°C?45°C、攪拌下，在聚醚二元醇中緩慢滴加二異氰酸酯，滴加完畢以后，繼續(xù)攪拌反 應(yīng)，取樣用二正丁胺-甲苯溶液滴定至體系NCO值質(zhì)量百分含量達到10. 5%?11. 5%時結(jié) 束反應(yīng)； (2) 按照二異氰酸酯和丙烯酸羥基酯的摩爾比1 : 1.02,于70°C?75°C、攪拌下，在步 驟（1)的反應(yīng)液中，滴加含有適量阻聚劑的丙烯酸羥基酯，滴加完畢以后，繼續(xù)攪拌反應(yīng)， 取樣用二正丁胺-甲苯溶液滴定至體系NCO值質(zhì)量百分含量達到2. 5%?3. 7 %時結(jié)束反 應(yīng)； (3) 按照二異氰酸酯和硅烷偶聯(lián)劑的摩爾比1 : 1.01，于70°C?75°C、攪拌下，在步驟 (2)的反應(yīng)液中，滴加硅烷偶聯(lián)劑，滴加完畢以后，繼續(xù)攪拌反應(yīng)，取樣用二正丁胺-甲苯溶 液滴定至體系NCO值質(zhì)量百分含量幾乎為0時結(jié)束反應(yīng)； (4) 在步驟（3)反應(yīng)液中，添加適量的丙烯酸羥基酯，攪拌下冷卻出料，得到有機硅烷 丙烯酸聚氨酯，并作為紫外光固化的基體樹脂。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于紫外光固化的有機硅烷丙烯酸聚氨酯的制備方法， 其特征在于，所述的二異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI)、或甲苯二異氰酸酯（TDI); 所述的丙烯酸羥基酯為丙烯酸羥乙酯（HEA)、或甲基丙烯酸羥乙酯（HEMA)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于紫外光固化的有機硅烷丙烯酸聚氨酯的制備方法， 其特征在于，所述的聚醚二元醇為分子量400?1000的丙二醇聚醚（PPG)中的一種或兩種 混合物； 所述的硅烷偶聯(lián)劑為含氨基的硅氧烷，優(yōu)選的牌號為：KH550、或KH551、或KH602、或 KH792。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于紫外光固化的有機硅烷丙烯酸聚氨酯的制備方法， 其特征在于，所述的催化劑用量是二異氰酸酯和丙烯酸羥基酯總質(zhì)量的0. 01%?0. 03% ; 所述的阻聚劑用量是二異氰酸酯和丙烯酸羥基酯總質(zhì)量的〇. 03%?0. 06%。
【文檔編號】C08G18/48GK104371086SQ201410592494
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】劉士榮, 倪忠斌, 毛明富, 陳明清 申請人:江南大學