[发明专利]一种可UV/热双固化封闭聚异氰酸酯乳液及其制备方法

说明书

本发明涉及一种可UV/热双固化封闭聚异氰酸酯乳液及其制备方法，包括以下步骤：1.改性反应：取1‑60克羟基丙烯酸酯单体和1‑30克聚乙二醇单甲醚，加到1‑100克聚异氰酸酯中搅拌，30‑150℃反应1‑6h；2封闭反应：再加入1‑50克稀释剂、1‑60克封闭剂搅拌拌匀，30‑100℃反应1‑3h；3.乳化分散：依次加入1‑10克乳化剂、1‑10克阻聚剂、1‑500克去离子水，高剪切分散后得可UV/热双固化封闭聚异氰酸酯乳液。本发明有益效果：通过对封闭聚异氰酸酯的乙烯基改性（引入C=C键）和亲水改性（引入PEO分子链），受热条件下封闭聚异氰酸酯不仅可进行UV固化反应，解封后的异氰酸酯（‑NCO）还可以与水性树脂上的羟基、羧基、氨基或环氧基等亲水基团反应，实现双重固化，可显著改善水性涂料或粘合剂的耐水洗、附着力粘结牢度、耐摩擦耐老化等性能。

技术领域

本发明属化工生产技术领域，涉及聚异氰酸酯交联剂生产领域，具体涉及一种可UV/热双固化封闭聚异氰酸酯乳液及其制备方法。

背景技术

封闭异氰酸酯是异氰酸酯的衍生物，利用封闭剂将异氰酸酯基保护起来（封闭反应），使其在室温下与含活泼氢的聚合物（化合物）不发生反应。当加热时封闭剂与异氰酸酯脱离（解封闭反应），解封闭后的异氰酸酯与与含活泼氢的聚合物（化合物）反应，起到交联或固化的作用，封闭异氰酸酯的封闭、解封闭及其固化反应机理如下所示，

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与聚碳化二亚胺及氮丙啶类交联剂不同的是，封闭异氰酸酯交联剂除了可以与含活泼氢基团如羟基、羧基、氨基或环氧基等反应外，还可以与水或自聚反应，与高分子涂料或粘合剂形成互穿结构以改善其力学机械性能、附着力、耐磨、耐候等性能。合成含碳碳双键（C=C）特别是含α-烯键的封闭异氰酸酯，不仅可以进行光固化交联，受热条件下还可以进行释放异氰酸酯（-NCO）基团进行聚氨酯交联反应，具有双官能团特性，可显著改善封闭异氰酸酯的交联效率和拓展其应用领域。美国专利US4006270提出了一种含α-烯键的改性异氰酸酯制备方法，其缺陷是由于异氰酸酯具有高的反应活性，与含活性氢聚合物复配后活化周期短，贮存稳定性差。中国专利CN1326927A提供了一种含α-烯键的封闭异氰酸酯制备方法，利用苯酚、己内酰胺、丙二酸二乙酯等封闭剂对含α-烯键的改性异氰酸酯完成封闭，以改善其贮存稳定性和活化周期短缺陷，但问题在于使用二异氰酸酯及含单α-烯键光固化单体为主体，难以提供优良的交联效果，另外，在水性涂料或粘合剂体系中不能实现相容和分散，应用受限。Kevin Injoe Jung等在文献（Progress in Organic Coatings，2018，125，160）中报道了利用合成的N,N'-二环己基氨基甲酰基环己酮肟（cHDCC）作为封闭剂封闭六亚甲基二异氰酸酯三聚体，受热条件下可以发生释放自由基和游离异氰酸酯的特性制备了一种可热/自由基双固化的封闭异氰酸酯制备方法，缺陷在于该种封闭剂合成难度大，成本没有优势，且不能应用于水性涂料或粘合剂体系。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的不足，提供一种可UV/热双固化的封闭聚异氰酸酯乳液及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种可UV/热双固化封闭聚异氰酸酯乳液及其制备方法，其特征在于由以下重量的原料制成：100克聚异氰酸酯、1-60克羟基丙烯酸酯单体、1-30克聚乙二醇单甲醚（MPEG）、1-50克稀释剂、1-60克封闭剂、1-10克乳化剂、1-10克阻聚剂和1-500克去离子水。

进一步，所述的聚异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯三聚体、聚异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、甲苯二异氰酸酯三聚体、多苯基多亚甲基多异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯与多元醇的改性物、六亚甲基二异氰酸酯与多元醇的改性物、异佛尔酮二异氰酸酯与多元醇的改性物、二苯基甲烷二异氰酸酯与多元醇的改性物等其中任1种或2种及以上混合物。

进一步，所述的MPEG的平均分子量范围在200-5000之间。