[发明专利]一种LED光固化聚氨酯丙烯酸酯预聚物及其合成方法和应用

说明书

本发明属于高分子聚合技术领域，公开了一种LED光固化聚氨酯丙烯酸酯预聚物及其制备方法和应用。该预聚物结构如下：其中，A为环氧改性丙烯酸酯单体，B为含硅氧烷氨基二元醇，R₁为含有碳原子数大于等于8且小于等于18的碳链；R₂，R₃，R₄中至少一个为甲氧基或乙氧基，其它则为甲基；R₅为聚酯二元醇基结构；R₆为羟基丙烯酸酯基结构；R₇、R₈、R₉为三嵌段共聚物基结构。该聚氨酯丙烯酸酯预聚物经过合成中间体长碳链环氧丙烯酸酯、硅氧烷改性二元醇、三嵌段共聚物和半加成物后制成。该LED光固化聚氨酯丙烯酸酯预聚物在腐涂料领域中的应用。

技术领域

本发明属于辐射固化技术领域，更具体地，涉及一种LED光固化聚氨酯丙烯酸酯预聚物及其合成方法和应用。

背景技术

作为绿色环保辐射固化技术中的成员之一，LED固化技术是一种更加绿色环保技术，与传统UV汞灯固化相比，一、其耗能低可节约50～70％电力；二、发热少不需复杂的冷却设备，更适用于一些热敏基材；三、激发波长主要在UVC波段，穿透力强；四、对环境友好，不含水银、不产生臭氧等诸多优点。不足之处是目前LED固化设备功率普遍较低，而且没有合适的配套光引发剂，漆膜的固化效果并不理想，这也是制约LED固化技术在诸多应用领域完全替代传统UV汞灯固化技术的一个重要因素。

由于环保压力，涂料应用领域逐渐在淘汰传统高VOC含量的溶剂型体系，转而开发更加环保的水性、高固低黏、粉末、100％固含UV体系等，但其中水性体系涉及废水处理问题，粉末体系需要高温烘烤耗能大，所以高固低黏和100％固含UV体系是解决VOC排放的合理方案，其中100％固含UV体系甚至做到零VOC排放，是最佳解决方案。

环氧树脂由于其结构的特殊性，在防腐方面具有极佳的效果，但其分子链中的苯环和醚键耐候性差，在室外容易粉化，易褪色、使用寿命低、维护周期短，尤其在一些特殊环境下维护困难，所以如何提高环氧树脂的耐候性和延长使用周期成为当前科研人员的主要任务。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种LED光固化聚氨酯丙烯酸酯预聚物。该聚氨酯丙烯酸酯采用LED光固化法，再辅助于分子侧链中硅烷的缩合，进一步交联固化，不仅改善了防腐涂料的涂膜的固化效果，而且提高了防腐涂料的涂膜对基材的附着力和致密性。

本发明的另一目的在于提供上述LED光固化聚氨酯丙烯酸酯预聚物的合成方法。该方法通过采用侧链接枝长碳链结构和环氧聚氨酯复合改性等多种改性方式，使防腐涂料的涂膜具有极好的坚韧性和耐水性能。

本发明的再一目的在于提供上述LED光固化聚氨酯丙烯酸酯预聚物的应用。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种LED光固化聚氨酯丙烯酸酯预聚物，所述聚氨酯丙烯酸酯预聚物具有如下结构：

其中，A为环氧改性丙烯酸酯单体，B为含硅氧烷氨基二元醇，R₁为含有碳原子数大于等于8且小于等于18的碳链；R₂，R₃，R₄中至少一个为甲氧基或乙氧基，其它则为甲基；R₅为聚酯二元醇基结构；R₆为羟基丙烯酸酯基结构；R₇、R₈、R₉为三嵌段共聚物基结构。

优选地，所述A的合成方法如下：将长碳链烷基缩水甘油醚通氮气保护，滴加含有阻聚剂和催化剂的丙烯酸溶液，温度控制在100～110℃反应，直至酸值降到8mgKOH/g以下停止反应，即获得产物A；其中，长碳链烷基缩水甘油醚、阻聚剂、催化剂和丙烯酸溶液组成反应体系Ⅰ。