一种水性聚氨酯及其制备方法和在感光干膜中的应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115960333A(43)申请公布日2023.04.14(21)申请号202211245911.1C08G18/32(2006.01)(22)申请日2022.10.12C08F283/00(2006.01)C08F222/20(2006.01)(71)申请人湖南五江高科技材料有限公司C08F220/18(2006.01)地址417009湖南省娄底市经济技术开发C08F222/14(2006.01)区群乐街北侧、南北三路西侧G03F7/004(2006.01)(72)发明人肖志义邓剑如朱乐平张平安(74)专利代理机构北京泛华伟业知识产权代理有限公司11280专利代理师郭广讯赵岩(51)Int.Cl.C08G18/76(2006.01)C08G18/66(2006.01)C08G18/48(2006.01)C08G18/10(2006.01)C08G18/34(2006.01)权利要求书3页说明书11页附图2页(54)发明名称一种水性聚氨酯及其制备方法和在感光干膜中的应用(57)摘要本发明提供一种水性聚氨酯及其制备方法和应用，该制备方法以低聚物二元醇、二异氰酸酯和扩链剂为原料，通过控制扩链参数、硬段含量和亲水单体含量，合成出一系列使用性能可调的水性聚氨酯树脂。本发明还提供一种水性聚氨酯‑丙烯酸酯核壳乳液，所述乳液包含水相与具有核壳结构的乳胶粒，所述核壳结构的外壳为本发明的水性聚氨酯，内核为丙烯酸酯化合物。该乳液与光引发剂等功能物质组合，并均匀涂布，干燥成膜，可制备感光干膜。该感光干膜具有柔韧性好、附着力强等特点，并且制备过程极大程度的降低了有机溶剂的使用，不仅节约了资源，还避免了生产过程安全环保问题。CN115960333ACN115960333A权利要求书1/3页1.一种用作感光干膜主体树脂的水性聚氨酯，所述水性聚氨酯具有如式(I)所示的结构：其中，1≤n≤50，R2和R4独立地选自中的一种；R1和R5两者中的一个选自中的一种，另一个选自中的一种；R3为中的一种或两种的组合，其中每个m独立地为2～25的整数。2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯，其中所述第一扩链单元和所述第二扩链单元的质量之和占所述水性聚氨酯总质量的5～25％，优选为10～20％，最优选为15％；优选地，所述第一扩链单元占所述水性聚氨酯总质量的4～14％；所述第二扩链单元占所述水性聚氨酯总质量的1～11％。3.权利要求1或2所述的水性聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：S1：采用分子量为400～5000的低聚物二元醇与二异氰酸酯进行加成反应得到聚氨酯预聚体；S2：采用第一扩链剂和第二扩链剂在催化剂存在下对所述聚氨酯预聚体进行扩链制得所述水性聚氨酯，2CN115960333A权利要求书2/3页其中，所述第一扩链剂用于形成所述第一扩链单元；所述第二扩链剂用于形成所述第二扩链单元。4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、苯二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种；优选地，所述第一扩链剂选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸和1,4‑丁二醇‑2‑磺酸钠中的一种；优选地，所述第二扩链剂选自1,4‑丁二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、1,6‑己二醇、对苯二酚二羟乙基醚和间苯二酚双羟乙基醚中的一种；优选地，所述低聚物二元醇可以选自聚四氢呋喃二醇、聚丙二醇、聚乙二醇、聚己内酯二醇、聚己二酸一缩二乙二醇和聚己二酸丁二醇中的一种或多种。5.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述步骤S1中的加成反应的温度为65～85℃，时间为2～4小时；优选地，所述步骤S1中的加成反应的终点为反应体系中羟基含量约为0。6.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述步骤S2包括：将步骤S1制得的聚氨酯预聚体与第一扩链剂和第二扩链剂于65～85℃下反应1～2小时后加入催化剂，然后在65～85℃下继续反应1～2小时，对所述聚氨酯预聚体进行扩链；优选地，所述步骤S2中的扩链反应的终点为反应体系中异氰酸根的含量约为0；优选地，所述步骤S2中使用的催化剂为二月桂酸二正丁基锡；优选地，所述第一扩链剂和第二扩链剂的加入总质量为所述聚氨酯预聚体质量的4～15％。7.根据权利要求3至6中任一项所述的制备方法，其中，所述低聚物二元醇、所述第一扩链剂、所述第二扩链剂和所述二异氰酸酯的加入量满足如下三个条件：其中，RT为扩链参数，n(‑NCO)为所述二异氰酸酯中异氰酸根的物质的量，n(‑OH)为所述低聚物二元醇、第一扩链剂和第二扩链剂中总的羟基的物质的量；其中，H代表硬段的含量，m(二异氰酸酯)为二异氰酸酯的质量，m(扩