一种UV固化水性含硅聚氨酯及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114853975A(43)申请公布日2022.08.05(21)申请号202210693581.6(22)申请日2022.06.17(71)申请人广州海豚新材料有限公司地址510700广东省广州市黄埔区科丰路31号G5栋618房(72)发明人孙东明王继印易达立曾繁威(74)专利代理机构北京云嘉湃富知识产权代理有限公司11678专利代理师刘新桐(51)Int.Cl.C08G18/61(2006.01)C08G18/67(2006.01)C09D175/14(2006.01)权利要求书3页说明书6页附图2页(54)发明名称一种UV固化水性含硅聚氨酯及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种UV固化水性含硅聚氨酯及其制备方法，采用超支化不饱和有机硅亲水预聚物对UV固化水性聚氨酯体系进行改性，含有不饱和羧基的有机硅预聚物作为水性聚氨酯软段，获得了高硬度、高韧性、高耐水的水性聚氨酯材料。原料中的含有不饱和羧基的有机硅预聚物和不饱和羧基扩链剂都是既含有羧基官能团，又含有碳碳双键结构。大量羧基不但有利于乳液分散和稳定，又能够为后期的固化交联提供活性官能团。高分子量有机硅预聚物引入水性聚氨酯分子链，还可以为聚氨酯胶膜提供优异的手感和柔韧性。水性聚氨酯成膜固化UV处理之后，胶膜强度高、硬度高、断裂伸长率为30～150％，耐水和耐乙醇擦拭，具有极高的实用价值。CN114853975ACN114853975A权利要求书1/3页1.一种UV固化水性含硅聚氨酯，按重量份计，其包括以下原料组分：其中，所述超支化不饱和有机硅亲水预聚物的主链为具有超支化结构的硅氧烷链段，其具有至少3个含有‑O‑CO‑C＝C‑COOH基团的侧链。2.根据权利要求1所述的UV固化水性含硅聚氨酯，其中，所述超支化不饱和有机硅亲水预聚物具有如式(I)所示的结构：其中，R代表基团；其中，m、n、x和y各自独立地为0～50的整数，条件是：(m+n+x)≥2，并且(m+n+x+y)的总和使得所述超支化不饱和有机硅亲水预聚物的摩尔质量为3000～30000。3.根据权利要求2所述的UV固化水性含硅聚氨酯，其中，所述超支化不饱和有机硅亲水预聚物的结构式中包含：2个醇羟基，3～50个碳碳双键和3～30个羧基。2CN114853975A权利要求书2/3页4.根据权利要求1所述的UV固化水性含硅聚氨酯，其中，所述端羟基多元醇的分子量小于1000g/mol，每个分子含有三个或三个以上的羟基；优选地，所述端羟基多元醇为三羟甲基丙烷、季戊四醇、甘油、三甘醇及其同系物、衍生物和异构体中的一种或多种的混合物；进一步优选地，所述端羟基多元醇的量为3～4重量份。5.根据权利要求1所述的UV固化水性含硅聚氨酯，其中，所述二酸酐为环状，并含有碳碳双键；优选地，所述二酸酐为顺丁烯二酸酐、二甲基顺丁烯二酸酐、2‑甲基‑3‑丙基顺丁烯二酸酐及其同系物、衍生物和异构体中的一种或多种的混合物。6.根据权利要求1所述的UV固化水性含硅聚氨酯，其中，所述不饱和封端剂选自丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或多种的混合物；优选地，所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、有机铋类催化剂、三乙胺、三亚乙基二胺、辛酸铅、辛酸钴、辛酸铁、环烷酸锌和钛酸四异丁酯中的一种或多种的混合物；优选地，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、4,4’‑二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’‑二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯及其同系物、衍生物和异构体中的一种或多种的混合物；优选地，所述阻聚剂为对苯二酚、对甲氧基苯酚、对苯醌、2,6二叔丁基甲苯酚、酚噻嗪和蒽醌及其同系物、衍生物和异构体中的一种或多种的混合物；优选地，所述中和剂为三乙胺、N,N‑二甲基乙醇胺、三乙醇胺、三甲胺、氢氧化钠及其同系物、衍生物和异构体中的一种或多种的混合物；优选地，所述固化剂为聚氮丙啶；优选地，所述溶剂为丙酮、N‑甲基吡咯烷酮、二甲亚砜、去离子水、丁酮、N,N‑二甲基甲酰胺、N,N‑二甲基乙酰胺、N‑甲基‑2‑吡咯烷酮、环丁砜、氯仿、二氯甲烷、四氢呋喃、乙酸乙酯和四氯化碳中的一种或多种的混合物；优选地，所述引发剂为苯偶姻、α,α‑二甲氧基‑α‑二甲氧基苯基苯乙酮、2‑苯基‑2,2‑二甲氨基‑1‑(4‑吗啉苯基)‑1‑丁酮、苯基双(2,4,6‑三甲基苯甲酰基)氧化膦、蒽醌、香豆酮、樟脑醌、二苯甲酮、米蚩酮、2‑氯硫杂蒽酮、1‑氯‑4‑丙氧基硫杂蒽酮、异丙基硫杂蒽酮、2,4‑二乙基硫杂蒽酮及其同系物、衍生物和异构体中的一种或多种的混合物。7.权利要求1至6中任一项所述的UV固化水性含硅聚氨酯的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)制备不饱和扩链剂