一種高活性水性uv固化氟樹脂的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高活性水性UV固化氟樹脂的制備方法。本發(fā)明利用多異氰酸酯作為星形聚合物的核，使其端基含有較多的雙鍵，并利用氟醇封端合成高活性水性氟樹脂，該樹脂中氟元素處于主鏈末端，這將減少氟元素向樹脂和空氣界面遷移運(yùn)動的阻礙，提高氟元素利用效率，降低聚合物中含氟單體用量、降低成本。本發(fā)明制備的樹脂與傳統(tǒng)線性UV固化樹脂相比，具有更好的耐水性、耐油污性及力學(xué)性能，在光固化涂料領(lǐng)域有著巨大的市場潛力。
【專利說明】
一種高活性水性UV固化氟樹脂的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種高活性水性UV固化氟樹脂的制備方法，屬于光固化涂料及特種涂料領(lǐng)域。
[0002]背景介紹
[0003]隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平越來越高，人們健康生活意識的提高，以及現(xiàn)在越來越嚴(yán)苛的環(huán)保法規(guī)，對涂料的發(fā)展也提出了越來越高的要求，使傳統(tǒng)涂料的應(yīng)用受到越來越多的限制，使得現(xiàn)代涂料向著尚性能、尚效能、尚環(huán)保以及尚裝飾性等多功能為一體的方向發(fā)展。
[0004]水性涂料以其無毒環(huán)保、無味、超低揮發(fā)份、高安全性等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到市場的寵愛。UV固化技術(shù)具有能耗低、揮發(fā)份少、無污染、成膜速度快、涂膜質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，成為新一代綠色技術(shù)。而氟元素具有強(qiáng)的電負(fù)性，C-F鍵短，鍵能大，對主鏈及內(nèi)部分子形成“屏蔽保護(hù)”，可提高碳碳鍵的穩(wěn)定性，可以賦予聚合物超強(qiáng)的耐候性、耐水耐油性、抗污性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的為解決當(dāng)前水性UV固化樹脂的不足，提供了一種高活性水性UV固化氟醇封端的丙烯酸酯聚氨酯樹脂的制備方法，該樹脂中，氟元素處于主鏈末端，這將減少氟元素向樹脂和空氣界面迀移運(yùn)動的阻礙，提高氟元素利用效率，且達(dá)到較佳的性能，如耐候性、耐水耐油性、防污性。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0007]高活性水性UV固化氟樹脂的制備步驟為:
[0008]先將多官能度的多異氰酸酯與親水性擴(kuò)鏈劑反應(yīng)制備端羥基型聚氨酯型多元醇A ;之后將含有兩個(gè)-NCO基團(tuán)且分子量不超過1000的異氰酸酯單體與同時(shí)含有-OH和-C=C基團(tuán)的單體反應(yīng)合成含有雙鍵基團(tuán)的單異氰酸酯聚氨酯B ;同時(shí)將含有兩個(gè)-NCO基團(tuán)的分子量不超過1000的異氰酸酯單體與氟醇反應(yīng)合成含氟單異氰酸酯聚氨酯C ;最終將A、B和C按照一定比例混合反應(yīng)，之后中和樹脂，加水乳化，得到水性UV固化氟樹脂。
[0009]其中，上述反應(yīng)均在催化劑作用下反應(yīng)；
[0010]其中所述多官能度的多異氰酸酯為六亞甲基二異氰酸酯縮二脲、六亞甲基二異氰酸酯三聚體、六亞甲基二異氰酸酯多聚體、異佛爾酮二異氰酸酯三聚體、異佛爾酮二異氰酸酯多聚體中的至少一種；
[0011]其中所述親水性擴(kuò)鏈劑為2，2_ 二羥甲基丙酸、二羥基半酯、乙二胺基乙磺酸鈉、N-甲基二乙醇胺、I，4- 丁二醇-2-磺酸鈉、二羥基苯磺酸中的至少一種；
[0012]其中所述含有兩個(gè)-NCO基團(tuán)且分子量不超過1000的異氰酸酯單體為異佛爾酮二異氰酸酯、4，4' - 二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯或六亞甲基二異氰酸酯中的至少一種；
[0013]其中所述含有-OH和-C = C基團(tuán)的單體為丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一種；
[0014]其中所述氟醇為2，6- 二氟芐基醇、2，2，2-三氟乙醇、4，4，5，5，5-五氟-1-戊醇、六氟異丙醇或1H，1H，2H，2H-全氟辛醇中的至少一種；
[0015]其中所述催化劑為二月桂酸二丁基錫。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例1
[0017](I)在三口燒瓶中，用5g N，N_ 二甲基甲酰胺將4.68g 2，2_ 二羥甲基丙酸溶解，升溫至50°C ;利用恒壓滴液漏斗將5.78g六亞甲基二異氰酸酯三聚體與2-3滴二月桂酸二丁基錫的混合溶液在30min內(nèi)滴加完畢，保持溫度50°C，攪拌反應(yīng)直至-NCO值為O (或-NCO紅外峰消失)。
[0018](2)將6.80g異佛爾酮二異氰酸酯置于三口燒瓶中并升溫40°C，利用恒壓滴液漏斗將8.94g季戊四醇三丙烯酸酯、5g丙酮與2-3滴二月桂酸二丁基錫的混合溶液在30min內(nèi)滴加完畢，保持溫度40 °C，攪拌反應(yīng)至-NCO值達(dá)理論值。
[0019](3)將6.80g異佛爾酮二異氰酸酯置于三口燒瓶中并升溫40°C，利用恒壓滴液漏斗將10.92glH，1H，2H，2H-全氟辛醇、5g丙酮與2_3滴二月桂酸二丁基錫的混合溶液在30min內(nèi)滴加完畢，保持溫度40 °C，攪拌反應(yīng)至-NCO值達(dá)理論值。
[0020](4)在步驟⑴反應(yīng)完畢后，升溫至70°C，滴加步驟⑵、(3)反應(yīng)后的產(chǎn)物，Ih內(nèi)滴加完畢，繼續(xù)反應(yīng)2h，直至-NCO值為O (或-NCO紅外峰消失)。
[0021](5)用三乙胺中和步驟(4)反應(yīng)后的產(chǎn)物至pH為7?8 ;加水乳化，得到50%水性UV固化氟樹脂。
[0022]實(shí)施例2
[0023](I)在三口燒瓶中，用5g N,N- 二甲基甲酰胺將6.66g乙二胺基乙磺酸鈉溶解，升溫至50°C ;利用恒壓滴液漏斗將5.78g六亞甲基二異氰酸酯三聚體與2-3滴二月桂酸二丁基錫的混合溶液在30min內(nèi)滴加完畢，保持溫度50°C，攪拌反應(yīng)直至-NCO值為O (或-NCO紅外峰消失)。
[0024](2)將5.05g六亞甲基二異氰酸酯置于三口燒瓶中并升溫40°C，利用恒壓滴液漏斗將3.49g丙烯酸羥乙酯、5g丙酮與2-3滴二月桂酸二丁基錫的混合溶液在30min內(nèi)滴加完畢，保持溫度40 °C，攪拌反應(yīng)至-NCO值達(dá)理論值。
[0025](3)將5.05g六亞甲基二異氰酸酯置于三口燒瓶中并升溫40°C，利用恒壓滴液漏斗將8.70g六氟異丙醇、5g丙酮與2-3滴二月桂酸二丁基錫的混合溶液在30min內(nèi)滴加完畢，保持溫度40 °C，攪拌反應(yīng)至-NCO值達(dá)理論值。
[0026](4)在步驟⑴反應(yīng)完畢后，升溫至70°C，滴加步驟⑵、(3)反應(yīng)后的產(chǎn)物，Ih內(nèi)滴加完畢，繼續(xù)反應(yīng)2h，直至-NCO值為O (或-NCO紅外峰消失)。
[0027](5)用三乙胺中和步驟(4)反應(yīng)后的產(chǎn)物至pH為7?8 ;加水乳化，得到50%水性UV固化氟樹脂。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高活性水性UV固化氟樹脂的制備方法，其特征步驟為: 先將多官能度的多異氰酸酯與親水性擴(kuò)鏈劑反應(yīng)制備端羥基型聚氨酯型多元醇A ;之后將含有兩個(gè)-NCO基團(tuán)且分子量不超過1000的異氰酸酯單體與同時(shí)含有-OH和-C = C基團(tuán)的單體反應(yīng)合成含有雙鍵基團(tuán)的單異氰酸酯聚氨酯B;同時(shí)將含有兩個(gè)-NCO基團(tuán)的分子量不超過1000的異氰酸酯單體與氟醇反應(yīng)合成含氟單異氰酸酯聚氨酯C ;最終將A、B和C按照一定比例混合反應(yīng)，之后中和樹脂，加水乳化，得到水性UV固化氟樹脂； 其中，上述反應(yīng)均在催化劑作用下反應(yīng)； 其中所述多官能度的多異氰酸酯為六亞甲基二異氰酸酯縮二脲、六亞甲基二異氰酸酯三聚體、六亞甲基二異氰酸酯多聚體、異佛爾酮二異氰酸酯三聚體、異佛爾酮二異氰酸酯多聚體中的至少一種； 其中所述親水性擴(kuò)鏈劑為2，2_ 二羥甲基丙酸、二羥基半酯、乙二胺基乙磺酸鈉、N-甲基二乙醇胺、I，4-丁二醇-2-磺酸鈉、二羥基苯磺酸中的至少一種； 其中所述含有兩個(gè)-NCO基團(tuán)且分子量不超過1000的異氰酸酯單體為異佛爾酮二異氰酸酯、4，4' - 二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯或六亞甲基二異氰酸酯中的至少一種； 其中所述含有-OH和-C = C基團(tuán)的單體為丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一種； 其中所述氟醇為2，6- 二氟芐基醇、2，2，2-三氟乙醇、4，4，5，5，5-五氟-1-戊醇、六氟異丙醇或1H，1H，2H，2H-全氟辛醇中的至少一種； 其中所述催化劑為二月桂酸二丁基錫。
【文檔編號】C08G18/32GK105885010SQ201410783245
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月15日
【發(fā)明人】姚伯龍, 張國標(biāo), 齊家鵬, 鄧麗朵
【申請人】江南大學(xué)