[发明专利]一种紫外光固化有机硅改性聚氨酯水分散体及其制备方法

摘要

本发明公开了一种紫外光固化有机硅改性聚氨酯水分散体及其制备方法。该方法先将聚酯或聚醚二元醇、端羟烷基硅油和三羟甲基丙烷等滴加到芳香族或脂肪族二异氰酸酯中，反应得到有机硅改性聚氨酯预聚体；然后将多羟甲基丙酸加入到上述有机硅改性聚氨酯预聚体中，反应得到扩链后的有机硅改性聚氨酯预聚体；再用甲基丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯对扩链后的有机硅改性预聚体进行封端反应，得到有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯齐聚物，最后加入三乙胺等中和剂对体系进行中和反应，加水稀释，搅拌，乳化得到紫外光固化有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯水分散体。紫外光固化后的涂膜具有较好的耐水性和附着力，可广泛应用于环保、建筑、家用电器、油墨、涂料等领域。

主权项

(1)将二异氰酸酯、多元醇、催化剂和溶剂混合，再加入端羟烷基硅油或三羟甲基丙烷，在60-80℃反应体系中改性反应1-4h，生成以异氰酸酯封端的有机硅改性聚氨酯预聚物；所述的二异氰酸酯为2，4-甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或己二异氰酸酯；所述的多元醇为分子量600-1000的聚酯二元醇或分子量为400-2000的聚丙二醇；所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡或锌酸亚锡；所述溶剂为丁酮、N，N-二甲基甲酰胺、甲苯和/或N-甲基吡咯烷酮；异氰酸根与多元醇中的羟基的摩尔比为2.2∶0.5-1.1；催化剂用量为二异氰酸酯与多元醇的质量再加上端羟烷基硅油或三羟甲基丙烷质量和的0.5％-3％；所述的端羟烷基硅油和三羟甲基丙烷用量分别为多元醇质量的3.0％-18.8％和0.7％-5.5％；所述的端羟烷基硅油为端羟甲基硅油、端羟乙基硅油、端羟丙基硅油、端羟丁基硅油；(2)在步骤(1)反应所得物中加入二羟甲基丙酸，60-80℃进行扩链反应1-4h，生成扩链后的有机硅改性聚氨酯预聚物；多元醇与二羟甲基丙酸中羟基的摩尔比为3∶1-1∶2；(3)加入甲基丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯，并加入阻聚剂，对扩链后的有机硅改性聚氨酯预聚物进行封端反应，60-80℃反应为3-7h，制得端基含丙烯酸双键的有机硅改性聚氨酯预聚物，固含量为60-90％；所述甲基丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯为扩链后的有机硅改性聚氨酯预聚物质量的15％-20％；所述阻聚剂为对苯二酚或对羟基苯甲醚；阻聚剂用量为甲基丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯质量的0.5-1％；(4)用三乙胺或二甲胺基乙醇在室温下对端基含丙烯酸双键的有机硅改性聚氨酯预聚物进行中和，再加入水稀释，搅拌，乳化，制得固含量为30-40％的有机硅改性聚氨酯水分散体；(5)加入光引发剂，搅拌均匀后用紫外光照射5-15min，得聚氨酯固化膜；所述的光引发剂为二苯甲酮、安息香甲醚、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮或-2-羟基-4-(2-羟基乙氧基)-2-甲基苯丙酮；所加的光引发剂的用量为有机硅改性聚氨酯水分散体质量的1％-3％。