[发明专利]一种紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯弹性树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯丙烯酸酯弹性树脂，特别涉及一种紫外光固化的聚氨酯丙烯酸酯弹性树脂，还涉及其制备方法。

背景技术

随着人造皮革行业的发展，精美皮革制品的外观修饰越来越受到重视。因此，用于皮革制品的涂料应运而生。因皮革制品的柔韧性较好，所以对涂料的柔韧性要求较高。

郭青等人在中国专利CN 1670052A中公开了一种水性聚氨酯/丙烯酸酯复合弹性树脂的合成方法。专利中描述用混合聚醚、甲苯二异氰酸酯、活性乳化剂等制备出性能优异的弹性树脂。

包柏青等人在中国专利CN 103641977A中公开了一种双组分水性聚氨酯弹性树脂及涂料。专利所述树脂由聚氨酯羟基组分和多异氰酸酯固化剂复配的树脂具有优异的高韧性。

陈志祥等人在中国专利CN 103396540A中公开了一种柔性不饱和聚酯树脂。专利中所述柔性不饱和聚酯树脂由二元酸或酸酐与二元醇经缩聚反应后添加稀释剂稀释而成。所得树脂具有很高的断裂伸长率和冲击韧性。

以上发明专利中所述树脂均具有优异的性能，但其固化方式均属于传统的热固化，具有耗能高，固化速度慢等缺陷。

发明内容

针对现有弹性涂料干燥时间长、固含量低、高能耗、污染环境等不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种综合性能优异的紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯弹性树脂，还提供了其制备方法，该树脂具有固含量高、干燥速度快、节能、环保等优点，可满足皮革修饰涂料及家具木皮修饰涂料行业的需求。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

一种紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯弹性树脂，由如下质量份数的组分组成：

以下五种原料：

二异氰酸酯                 12~32，

聚己内酯二元醇                52~80，

含侧链二元醇                  1~9，

（甲基）丙烯酸羟基酯        1~8，

季戊四醇三丙烯酸酯             1~18；

还含有催化剂、阻聚剂，所述催化剂和阻聚剂的质量之和为上述原料总质量的0.03~0.06%；

还含有稀释单体，所述稀释单体的质量为上述原料总质量的20~40%。

进一步的，所述的二异氰酸酯采用下列物质中的一种或几种：甲苯二异氰酸酯（TDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）。

进一步的，所述的聚己内酯二元醇采用下列物质中的一种或几种：聚己内酯二元醇-1000（分子量为1000）、聚己内酯二元醇-2000（分子量为2000）。

进一步的，所述的含侧链二元醇采用下列物质中的一种或几种：2,2-二甲基-1,3-丙二醇（NPG）、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇（BEPD）、2,4-二乙基-1,5-戊二醇（DEPD）。

进一步的，所述的（甲基）丙烯酸羟基酯采用下列物质中的一种或几种：丙烯酸羟乙酯（HEA）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、丙烯酸羟丙酯（HPA）、甲基丙烯酸羟丙酯（HPMA）。

进一步的，所述的季戊四醇三丙烯酸酯为合成级且不含季戊四醇二丙烯酸酯。

进一步的，所述的催化剂采用下列物质中的一种或几种：二月桂酸二丁基锡、K-KAT6212（有机锆类催化剂, 美国金氏助剂公司产品）。

进一步的，所述的阻聚剂采用下列物质中的一种或几种：叔丁基对苯二酚、对羟基苯甲醚、2-甲氧基对苯二酚。

进一步的，所述的稀释单体为单官能度活性单体，采用下列物质中的一种或几种：丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、N-丙烯酰吗啉。

本发明还提供一种紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯弹性树脂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

（1）聚氨酯预聚体I的合成：在加热套上装上四口烧瓶、机械搅拌器和回流冷凝管，先向四口烧瓶中加入二异氰酸酯，再加入熔融的聚己内酯，升温至65～70℃，加入催化剂，缓慢升温至85～90℃；然后，保温反应1～1.5 h，测定异氰酸酯基含量，当异氰酸酯基含量达到理论值，得到聚氨酯预聚体I；

（2）聚氨酯预聚体II的合成：在搅拌下，向预聚体I加入含有侧链的二元醇和溶解有阻聚剂的稀释单体，并控制反应温度于85～90℃；然后，保温反应1～1.5 h，测定异氰酸酯基含量，当异氰酸酯基含量达到理论值，得到聚氨酯预聚体II；