[发明专利]一种生物基材料改性UV固化水性聚氨酯树脂的制备方法

说明书

本发明的目的在于提供一种利用生物基材料糖类化合物改性UV固化水性聚氨酯的制备方法。本发明的聚酯型水性聚氨酯经糖类化合物末端改性得到主链含有糖类聚酯型水性聚氨酯，该聚合物成膜后，聚合物末端糖类链段更倾向于表面铺展，而聚氨酯链段朝向内层。这样既能在保证聚酯型聚氨酯树脂优良的附着力、硬度、固化速率等的同时又赋予改性聚氨酯涂膜优良的亲水特性。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种生物基材料改性UV固化水性聚氨酯树脂的制备方法

背景介绍

紫外光固化水性树脂继承和发展了传统UV固化技术和水性涂料技术的许多优点，如低成本、低粘度、良好的涂布适应性、设备简单、无毒性、无刺激性、不燃性等。由于UV固化水性树脂的优点突出，近年来得到较快的发展，其产品已被众多领域应用。

工业的发展，给环境带来了巨大的损害，近年来，人们越来越认识到我们生活环境的重要性，经济发展的同时也也要保证环境不被破坏。生物基材料作由于其绿色环保、节约能源的特点得到了广泛的关注，目前生物基材料产业发展迅猛，技术不断突破，不论从种类和用途上都有很大的飞跃。糖类化合物作为生物基材料中的一种，近年来也得到了很大的发展，糖类化合物不仅来源丰富，而且环保，现在已在各个领域都得到应用。

糖类化合物是一种多羟基化合物，亲水性极高，与聚合物结合能改善聚合物的亲水性能，降低聚合物的粘度，提高聚合物的光泽效应。利用糖类化合物改性聚氨酯能够大大提高聚氨酯膜的亲水性能，解决聚氨酯膜易脏的特点，达到防污效果，其亲水特性，还能够给聚氨酯薄膜带来防雾的特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用生物基材料糖类化合物改性UV固化水性聚氨酯的制备方法。本发明的聚酯型水性聚氨酯经糖类化合物末端改性得到主链含有糖类聚酯型水性聚氨酯，该聚合物成膜后，聚合物末端糖类链段更倾向于表面铺展，而聚氨酯链段朝向内层。这样既能在保证聚酯型聚氨酯树脂优良的附着力、硬度、固化速率等的同时又赋予改性聚氨酯涂膜优良的亲水特性。

本发明的技术方案是：

一种生物基材料改性UV固化水性聚氨酯树脂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将聚酯二元醇升温至80-100℃，真空脱水处理30min，得到脱水后的聚酯二元醇和羟基硅油；

(2)NCO半封端含糖类化合物预聚物的合成：将一定量的催化剂和二异氰酸酯加入250ml三口烧瓶中将温度升至50-55℃滴加一定量的聚酯二元醇，反应2-3h，当NCO达到理论值时结束，得到初聚体。再将初聚体温度控制在60-65℃，加入扩链剂反应2-3h当NCO达到理论值后升温至75-80℃加入糖类化合物、阻聚剂、溶剂A保温反应3小时，NCO达到理论值，反应停止，得到异氰酸酯封端含糖类化合物预聚物；

(3)NCO半封端含活性封端剂预聚物的合成：将一定量的催化剂和二异氰酸酯加入250ml三口烧瓶中将温度升至50-55℃滴加一定量的聚酯二元醇，反应2-3h当NCO达到理论值时结束，得到初聚体。再将初聚体温度控制在60-65℃，加入扩链剂反应2-3h当NCO达到理论值后降温到60-65℃加入活性封端剂、阻聚剂、溶剂A保温反应2h，NCO达到理论值，反应停止，得到异氰酸酯封端含活性封端剂预聚物；

(4)水性聚氨酯乳液的制备：将一定量的催化剂、支化多元醇加入250ml三口烧瓶中将温度升至75-80℃，在氮气氛围下加入不同含量的异氰酸酯封端含糖类化合物预聚物和异氰酸酯封端含活性封端剂预聚物。反应3-4小时，当-NCO红外吸收峰完全消失时终止反应。将反应温度降至50℃，加入一定量的中和剂，高速剪切30min，再加入去离子水，剪切乳化30min，减压旋蒸除去溶剂A，即得生物基材料改性水性聚氨酯乳液；

步骤(2)中所述糖类化合物为蔗糖、果糖、麦芽糖中的至少一种；