有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102060974A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102060974A(43)申请公布日2011.05.18(21)申请号201010598621.6C08G18/24(2006.01)(22)申请日2010.12.21C08G18/22(2006.01)(71)申请人东莞市贝特利新材料有限公司地址523143广东省东莞市麻涌镇大步加工园区东莞市贝特利新材料有限公司(72)发明人曾建伟唐世英殷永彪汤胜山(74)专利代理机构东莞市华南专利商标事务所有限公司44215代理人李玉平(51)Int.Cl.C08G18/75(2006.01)C08G18/73(2006.01)C08G18/67(2006.01)C08G18/66(2006.01)C08G18/61(2006.01)C08G18/48(2006.01)权利要求书2页说明书5页(54)发明名称有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法(57)摘要本发明提供了一种有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法。以不同脂肪族二异氰酸酯、醇羟基封端的聚硅氧烷、丙烯酸系单体为主要原料，采用分步合成法，即第一步合成有机硅改性的聚氨酯、第二步引入亲水基、第三步引入丙烯酸单体，在第三步反应中采用二丁基月桂酸锡与有机羧酸稀土混合液为催化剂，在一定温度下回流，优化反应条件，提供一种具有良好的耐变黄、高硬度等优良性能的光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法，本发明合成方法，具有收率高、易操作控制等特点。CN1026974ACCNN110206097402060979A权利要求书1/2页1.有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法，其特征在于：一种以不同脂肪族二异氰酸酯、醇羟基封端的聚硅氧烷、丙烯酸系单体为主要原料，采用分步合成法，即第一步合成有机硅改性的聚氨酯、第二步引入亲水基、第三步引入丙烯酸单体，反应得到有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯的方法；该有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯的通式为：R1-O-CO-NH-R2-[NH-CO-O-R3-O-CO-R2-]n-NH-CO-O-R1其中：R1代表丙烯酸单体、R代表-[-R-NH-CO-O-R’-O-CO-NH-R-NH-CO-O-R’’-O-CO-NH-R-]m所述的R—脂肪族碳链或环；R’—聚醚二醇；R’’—醇羟端基聚硅氧烷；R3代表以羧酸为亲水基的二醇。2.根据权利要求1所述的有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法，其特征在于：所述的不同的脂肪族二异氰酸酯为己二异氰酸酯或4,4’-二异氰酸酯二环己基甲烷。3.根据权利要求2所述的有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法，其特征在于：由以下步骤合成：第一步：在合成聚氨酯中引入有机硅基团合成有机硅改性的聚氨酯；制备聚氨酯：N2存在下，50－150oC加热回流二异氰酸酯、聚醚二醇、醇羟端基聚硅氧烷混合液，混合液中三原料的比例为：1-6：1：1，每隔60分钟测NCO含量，直至NCO含量不再改变时停止加热；降温到50oC；第二步：通过加入含羧基的二元醇引入亲水基；往上述放置至室温的溶液中加入适量丙酮以降低粘度，然后加入含羧基的二元醇，加入二羟甲基丙酸，升温到65℃回流，至二羟甲基丙酸颗粒消失；第三步：通过加入丙烯酸系列单体，在二丁基月桂酸锡与有机羧酸稀土混合液催化剂作用下回流引入丙烯酸单体；往第二步放置的溶液中加入丙烯酸系列单体，加量为第二步放置溶液剩余羟基量的1.0-1.1倍，催化剂二丁基月桂酸锡与有机羧酸稀土按聚氨酯固含量与丙烯酸单体总量的0.01%-1%，50~120℃加热回流50~60分钟；60－90oC加热回流，每隔60分钟测NCO含量，直至NCO含量消失时停止加热；第四步：往第三步所得的溶液中加入三乙胺中和羧酸成盐；中和至pH=6-7为止；第五步：在剧烈搅拌下慢慢滴加去离子水，配制成有机硅改性水性聚氨酯的丙烯酸酯；其中，所有反应在常压下进行，其中扩链剂可以在第三步中加入，也可以在第五步加完蒸馏水之后加入，也可以不加，扩链剂为二亚甲基乙胺、二乙烯基三胺、丙烯酸系单体为：丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、季戊四醇三丙烯酸酯；反应物的量依据所要合成聚合物的要求来加入；反应中加入的二异氰酸酯的摩尔数要大于聚醚二醇、聚硅氧烷、含亲水基团的二元醇、丙烯酸单体。4.根据权利要求2所述有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯的的合成方法，其特征在于：第一步反应采用二异氰酸酯、聚醚二醇、醇羟基封端的聚硅氧烷配成混合液，经回流得到有机硅改性异氰酸酯封端的聚氨酯；其中回流温度为70－90oC。5.根据权利要求2所述的有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯的的合成方法，其特征在于：第一步反应采用二异氰酸酯、聚醚二醇、醇羟基封端的聚硅氧烷配成混合液，摩尔配比为二异氰酸酯：聚醚二醇：醇羟基封端的聚硅氧烷配比为