多重交联紫外光固化水性聚氨酯分散体及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了多重交联紫外光固化水性聚氨酯分散体及其制备方法与应用。其制备方法包括聚氨酯初聚物I的合成、聚氨酯预聚物II的合成、聚氨酯预聚体III的合成、聚氨酯丙烯酸酯齐聚物的合成以及紫外光固化水性聚氨酯分散体的合成；主要用芳香族二异氰酸酯、二元醇预聚物、多羟基羧酸、环氧树脂和羟基丙烯酸酯等原料制成，具有极佳的水分散性、储存稳定性好等优点，通过加入光引发剂、流平剂、消泡剂、增稠剂等多种助剂，配制成紫外光固化水性木器涂料，其性能达到或者超过了溶剂型紫外光固化光敏树脂的性能，具有储存稳定、细度小、硬度高、光泽高、流平性好、耐水性好、耐溶剂性好、耐磨性优良、环保、容易施工而且不发生火灾等优点。

主权项

1、一种多重交联紫外光固化水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)聚氨酯初聚物I的合成：将二元醇预聚物升温至70～90℃，加入芳香族二异氰酸酯，搅拌反应1～2小时，反应完毕得到反应初聚物I；其中芳香族二异氰酸酯与二元醇预聚物的摩尔比为6～18∶1；(2)聚氨酯预聚物II的合成：在步骤(1)所得的初聚物I中滴加二元醇、多元醇、N-甲基烷烙吡酮和丙酮的混合物，滴加时间控制在0.5～2小时，在温度为70～80℃条件下反应1～2小时，得聚氨酯预聚体II；所述二元醇和多元醇与步骤(1)中芳香族二异氰酸酯的质量比分别为1∶3～12和1∶15～60，所述N-甲基烷烙吡酮和丙酮的用量分别为总反应物质量的0～10％和5～10％；(3)聚氨酯预聚体III的合成：将多羟基羧酸和环氧树脂溶解在丙酮中，加入到聚氨酯预聚物II中，控制反应温度为70～80℃，反应1～4小时，反应过程中加入N-甲基烷烙吡酮和丙酮降低体系的粘度，反应完毕得到含亲水基团的聚氨酯预聚体III；所述多羟基羧酸和环氧树脂与芳香族二异氰酸酯的质量比分别为1∶3～12和1∶6～18；所述N-甲基烷烙吡酮和丙酮的用量为总反应物质量的0～10％和0～30％；(4)聚氨酯丙烯酸酯齐聚物的合成：在聚氨酯预聚体III中加入羟基丙烯酸酯，保持反应温度在70～80℃，反应1～4小时，得到丙烯酸酯接枝聚氨酯光敏齐聚物；其中羟基丙烯酸酯与芳香族二异氰酸酯的质量比为1∶0.2～4；(5)紫外光固化水性聚氨酯分散体的合成：将丙烯酸酯接枝聚氨酯光敏齐聚物降温到40～50℃，在搅拌下加入三乙胺进行成盐反应5～10分钟，其中三乙胺与多羟基羧酸的摩尔配比为0.8～0.95∶1，得到亲水性丙烯酸酯接枝聚氨酯预聚物；再将亲水性丙烯酸酯接枝聚氨酯预聚物在500～6000转/分钟的转速下搅拌，将1.5～2.3倍亲水性丙烯酸酯接枝聚氨酯预聚物质量的水加入反应物中，搅拌2～10分钟，乳化；然后加入乙二胺，继续搅拌5～20分钟，蒸馏脱出90wt％以上的溶剂，得紫外光固化水性聚氨酯分散体，其中乙二胺与三乙胺的质量比为0.05～0.5∶1。