CN109942781B

CN109942781B - 一种uv固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体及其制备方法与应用

Info

Publication number: CN109942781B
Application number: CN201910255527.1A
Authority: CN
Inventors: 韦双颖; 孟林龙; 李秀; 蔡兆宇; 冯斌; 仇浩科; 朱昊鑫; 余宸雷
Original assignee: Northeast Forestry University
Current assignee: Northeast Forestry University
Priority date: 2019-04-01
Filing date: 2019-04-01
Publication date: 2020-05-29
Anticipated expiration: 2039-04-01
Also published as: CN109942781A

Abstract

本发明提供了一种UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体及其制备方法与应用，属于水性聚氨酯分散体技术领域。本发明采用分步投料合成工艺，将2,2‑二羟甲基丙酸先于蓖麻油投料，与二异氰酸酯发生线型缩聚反应；再向体系中加入蓖麻油，此时体系发生了体型缩聚；这种加入顺序有益于后期乳化时形成稳定的水性分散体。整个配方中‑OH与‑NCO的摩尔比为0.91，提高了分散体的粒径和分散体在室温下水分挥发速度。季戊四醇三丙烯酸酯的加入，使产物分子中含有活泼端双键，在合适的光引发剂和UV照射下，双键迅速反应，大幅提高了蓖麻油基水性聚氨酯树脂的交联密度，进而提高了UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体的力学性能和耐水性。

Description

一种UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及水性聚氨酯分散体技术领域，尤其涉及一种UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体及其制备方法与应用。

背景技术

近年来随着石化资源日趋枯竭以及由此而引起的严重环境污染，人们将目光转向取之不尽、用之不竭、可生物降解、对环境友好的天然可再生资源。蓖麻油是一种可再生的天然非食用原料，含有许多羟基，可以代替传统多元醇，直接与二异氰酸酯反应形成体型的高支化聚氨酯分子，这使得材料不仅良好的韧性、易生物降解和生物相容性，还具有较高的强度、硬度和良好的耐水性。

但是，在水性聚氨酯体系中，过高的蓖麻油含量会造成固化速度慢、耐水性差和力学性能差的问题，不利于材料的广泛应用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体及其制备方法与应用，本发明提供的制备方法制得的分散体虽然含有高含量的蓖麻油，但具有优异的固化速度、耐水性和力学性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体的制备方法，包括以下步骤：

(1)将2,2-二羟甲基丙酸、二异氰酸酯、二元醇扩链剂、二月桂酸二丁基锡和第一丁酮混合，进行第一阶段加成反应后；加入蓖麻油和第二丁酮，进行第二阶段加成反应；加入季戊四醇三丙烯酸酯，继续进行第三阶段加成反应，得到反应液；

(2)在所述反应液中加入碱，进行中和反应，得到预聚体；

(3)将所述预聚体与水混合乳化，并除去丁酮，得到蓖麻油基水性聚氨酯；

(4)将所述蓖麻油基水性聚氨酯与光引发剂混合，得到所述UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体；

整体反应体中-OH与-NCO的摩尔比为0.91。

优选地，所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯混合物、异佛尔酮二异氰酸酯和二苯甲烷二异氰酸酯混合物中的一种。

优选地，所述二元醇扩链剂包括1,4-丁二醇、乙二醇、1,2-丙二醇和1,3-丙二醇中的一种或几种。

优选地，所述蓖麻油的质量为2,2-二羟甲基丙酸、二异氰酸酯、二元醇扩链剂、蓖麻油、季戊四醇三丙烯酸酯和碱总质量的50％。

优选地，所述2,2-二羟甲基丙酸的质量为2,2-二羟甲基丙酸、二异氰酸酯、二元醇扩链剂、蓖麻油、季戊四醇三丙烯酸酯和碱总质量的5～7％。

优选地，所述碱与2,2-二羟甲基丙酸的摩尔比为1：1。

优选地，所述第一丁酮和第二丁酮的总质量为2-二羟甲基丙酸、二异氰酸酯、二元醇扩链剂、蓖麻油、季戊四醇三丙烯酸酯和碱总质量的150％。

优选地，所述光引发剂包括DAROCURE TPO、IRGACURE 2100或IRGACURE 819。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体，所述UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体的理论固含量为25％。

本发明还提供了上述技术方案所述UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体在涂料领域中的应用。

本发明提供一种UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体的制备方法，包括以下步骤：(1)将2,2-二羟甲基丙酸、二异氰酸酯、二元醇扩链剂、二月桂酸二丁基锡和第一丁酮混合，进行第一阶段加成反应后；加入蓖麻油和第二丁酮，进行第二阶段加成反应；加入季戊四醇三丙烯酸酯，继续进行第三阶段加成反应，得到反应液；(2)在所述反应液中加入碱，进行中和反应，得到预聚体；(3)将所述预聚体与水混合乳化，并除去丁酮，得到蓖麻油基水性聚氨酯；(4)将所述蓖麻油基水性聚氨酯与光引发剂混合，得到所述UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体；整体反应体中-OH与-NCO的摩尔比为0.91。

本发明采用分步投料合成工艺，将亲水性二元醇2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)先于蓖麻油投料，与二异氰酸酯发生线型缩聚反应，引入到聚氨酯分子中；线型缩聚进行一段时间后，再向体系中加入蓖麻油，由于蓖麻油的羟基官能度大于2，此时体系发生了体型缩聚，形成了高度支化交联的体型聚氨酯分子；由于亲水性DMPA单体在前一阶段已经进入到了聚氨酯分子结构中，因而亲水性基团能够在这样的高度交联的体型分子中均匀分布，有益于后期乳化时形成稳定的水性分散体。整个配方-OH与-NCO的摩尔比为0.91，使整个反应过程中-NCO都是稍微过量的，使体系中含有的-OH完全与-NCO反应形成-HNCOO-；同时，由于-NCO稍微过量，残余的-NCO在乳化过程中会与水反应生成难溶性脲基，一方面脲基的存在提高了分散体的粒径，另一方面脲基通过形成氢键交联网络提高了分散体的力学性能，也提高了分散体在室温下水分挥发速度。此外，使用季戊四醇三丙烯酸酯作为封端剂，使产物分子中含有大量的活泼端双键，这些活性端双键，在合适的光引发剂和UV照射下，双键迅速反应，大幅提高了蓖麻油基水性聚氨酯树脂的交联密度，提高了分散体的固化速度，进而提高UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体的力学性能和耐水性。实施例的数据表明：所得UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体的粒径37～81.8nm，吸水率为21.1～33.2％，铅笔硬度为H，弹性模量211.36～245.154MPa，断裂伸长率80.222～276.385％，拉伸强度9.181～15.105MPa，屈服强度4.917～7.061MPa。

附图说明

图1为实施例1～2及对比例1所得蓖麻油基水性聚氨酯的粒径分布曲线；

图2为实施例1～2所得UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体和对比例1所得蓖麻油基水性聚氨酯的应力应变曲线。

具体实施方式

(2)在所述反应液中加入碱，进行中和反应，得到预聚体；

整体反应体中-OH与-NCO的摩尔比为0.91。

本发明将2,2-二羟甲基丙酸、二异氰酸酯、二元醇扩链剂、二月桂酸二丁基锡和第一丁酮混合，进行第一阶段加成反应后；加入蓖麻油和第二丁酮，进行第二阶段加成反应；加入季戊四醇三丙烯酸酯，继续进行第三阶段加成反应，得到反应液。

本发明将2,2-二羟甲基丙酸、二异氰酸酯、二元醇扩链剂、二月桂酸二丁基锡和第一丁酮混合，进行第一阶段加成反应。

在本发明中，所述二异氰酸酯优选包括异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)混合物、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)混合物中的一种，进一步优选为IPDI。在本发明中，所述异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)混合物中IPDI和HDI的质量比优选为1：1。在本发明中，所述异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)混合物中IPDI和MDI的质量比优选为1：1。在本发明中，所述二异氰酸酯中一定要包括IPDI，这是因为IPDI分子中的两个异氰酸酯基团的反应活性差异较大，因而避免了合成过程中发生爆聚，分子量过大，黏度剧增而发生凝胶，保证目标产物的形成。

在本发明中，所述二元醇扩链剂优选包括1,4-丁二醇、乙二醇、1,2-丙二醇和1,3-丙二醇中的一种或几种；当所述二元醇扩链剂为混合物时，本发明对混合物中各物质的重量比不做具体限定，任意重量比均可。在本发明中，所述二元醇扩链剂的作用是消耗过多的异氰酸酯基团，使-OH/-NCO值达到设定值0.91；本发明对所述二元醇扩链剂的用量也不做具体限定，只要能使-OH/-NCO值控制在合理区间即可。

本发明对所述2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、二异氰酸酯、二元醇扩链剂、二月桂酸二丁基锡和第一丁酮的加入顺序不做具体限定。

在本发明中，所述第一阶段加成反应的温度优选为80℃；所述第一阶段加成反应的时间优选为1.5h。在本发明中，所述第一阶段加成反应优选在搅拌的情况下进行，所述搅拌的转速优选为500～750r/min。

第一阶段加成反应结束后，本发明加入蓖麻油和第二丁酮，进行第二阶段加成反应。

在本发明中，所述蓖麻油和第二丁酮的加入方式优选为将蓖麻油滴加完后再加第二丁酮，所述蓖麻油滴加的时间优选为30min，第二丁酮可全部立即加入。本发明加入第二丁酮的主要目的是润洗滴加蓖麻油的滴液漏斗，保证蓖麻油全部进入体系参与反应。本发明对所述第一丁酮和第二丁酮的质量比不做具体限定，优选第一丁酮的量大于第二丁酮的量；更优选为第一丁酮与第二丁酮的质量比为4：1。本发明由于将大部分丁酮已经提前加入到体系中，降低了体系的黏度，使体系中的-OH与-NCO完全反应，提高反应效率。

在本发明中，所述第二阶段加成反应的温度与第一阶段加成反应的温度相同，优选为80℃。在本发明中，所述第二阶段加成反应的时间优选为4h；第二阶段加成反应4h后，优选通过二正丁胺法测定-NCO的量来确定达到反应理论值。在本发明中，所述第二阶段加成反应优选在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速优选与第一阶段加成反应的转速一样，在此不再赘述。

第二阶段加成反应后，本发明加入季戊四醇三丙烯酸酯，继续进行第三阶段加成反应，得到反应液。

在本发明中，所述第三阶段加成反应的温度优选与第一阶段加成反应、第二阶段加成反应的温度相同，优选为80℃；所述第三阶段加成反应的时间优选为2h。在本发明中，所述第三阶段加成反应优选在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速优选与第一阶段加成反应的转速一样，在此不再赘述。

第三阶段加成反应结束后，本发明优选将第三阶段加成反应液冷却至40℃，得到所述反应液。

得到反应液后，本发明在所述反应液中加入碱，进行中和反应，得到预聚体。在本发明中，所述碱优选包括三乙胺(TEA)或氢氧化钠，进一步优选为三乙胺(TEA)。在本发明中，所述中和反应的温度优选为40℃，所述中和反应的时间优选为15～30min。

在本发明中，所述2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)的质量优选为DMPA、二异氰酸酯、二元醇扩链剂、蓖麻油、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)和碱总质量的5～7％；所述碱的物质量优选与所述DMPA的物质量相同，即碱与DMPA的摩尔比为1：1。在本发明中，所述蓖麻油的质量优选为DMPA、二异氰酸酯、二元醇扩链剂、蓖麻油、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)和碱总质量的50％。在本发明中，由于PETA含量越高，分子中活性双键含量也会越高，最终的树脂薄膜的化学交联密度也会越高，耐水性和力学强度均会随着PETA含量的升高而升高，因此，本发明对所述PETA的质量不做具体限定，本领域技术人员根据实际需要进行选择即可。在本发明中，所述第一丁酮和第二丁酮的总质量优选为DMPA、二异氰酸酯、二元醇扩链剂、蓖麻油、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)和碱总质量的150％。在本发明中，整个体系中-OH与-NCO的摩尔比为0.91。本发明对二元醇扩链剂、二异氰酸酯的用量不做具体限定，只要二元醇扩链剂、二异氰酸酯与其它物质一起，使体系中的-OH与-NCO的摩尔比为0.91即可。在本发明中，所述二月桂酸二丁基锡的质量优选为DMPA、二异氰酸酯、二元醇扩链剂、蓖麻油、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)和碱总质量的0.16％。

得到预聚体后，本发明将所述预聚体与水混合乳化，并除去丁酮，得到蓖麻油基水性聚氨酯。

在本发明中，所述水的加入量优选为DMPA、二异氰酸酯、二元醇扩链剂、蓖麻油、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)和碱总质量的300％，即所述蓖麻油基水性聚氨酯的理论固含量为25％。在本发明中，所述混合乳化的转速优选为2000r/min；所述混合乳化的时间优选为45min。在本发明中，进行所述混合乳化的装置优选为多功能分散砂磨机。在本发明中，涉及装置时，所述混合乳化的操作优选为：先将预聚体置于多功能分散砂磨机中，在一定的转速下，滴加蒸馏水，大约滴加15min，然后继续在相同转速下分散30min。本发明对所述多功能分散砂磨机的转速没有具体的要求。

在本发明中，除去丁酮的方式优选为减压蒸馏；本发明对所述减压蒸馏的参数不做具体限定，采用本领域技术人员熟知的丁酮减压蒸馏参数即可。

得到蓖麻油基水性聚氨酯后，本发明将所述蓖麻油基水性聚氨酯与光引发剂混合，得到所述UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体。

在本发明中，所述光引发剂优选包括DAROCURE TPO、IRGACURE 2100、IRGACURE819。在本发明的具体实施例中，由于使用了395nm波长的UV固化设备，光引发剂更优选为IRGACURE 819。在本发明中，所述光引发剂的用量优选为所述蓖麻油基水性聚氨酯总质量的3％。在本发明中，所述混合的方式优选为超声；所述超声的时间优选为3～5min。

本发明在蓖麻油基水性聚氨酯中引入光引发剂，得到UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体，该分散体能够采用UV固化，使分散体快速交联，提高了UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体的力学性能和耐水性。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制得的UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体。在本发明中，所述UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体的理论固含量优选为25％。

本发明还提供了上述技术方案所述UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体在涂料领域中的应用。在本发明中，所述UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体可以直接作为涂料使用，具有优异的体系稳定性；也可以与其它助剂配合使用。

本发明的UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体经固化后，取得了优异的耐水性和力学性能，能够广泛应用于涂料领域。

下面结合实施例对本发明提供的UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体及其制备方法与应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

(1)在250mL四口烧瓶中加入2.5g DMPA、17.14g IPDI、0.93g BDO、0.08g DBTDL和60g丁酮，装配上球形冷凝管、氮气入口、机械搅拌器和滴液漏斗后，将烧瓶置于80℃恒温水浴锅中反应1.5h，并保持持续搅拌，转速为500r/min；随后通过滴液漏斗向烧瓶中滴加25g蓖麻油和15g丁酮，大约滴加30min，继续反应4h，结束后使用二正丁胺法滴定-NCO值，确定达到反应理论值；加入2.5g PETA，相同条件下保温2h，然后降温到40℃，得到反应液；

(2)在反应液中加入与DMPA等物质的量的TEA(1.89g)，保温30min，得到预聚体；

(3)将预聚体置于实验室多功能分散砂磨机中，并滴加150g水，保持2000r/min的搅拌速度，乳化45min后，在室温下进行减压蒸馏，去除丁酮，得到蓖麻油基水性聚氨酯，配方的-OH/-NCO为0.91；

(4)向所述蓖麻油基水性聚氨酯中加入质量分数为3％的光引发剂(IRGACURE819)，超声分散3min，得到所述UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体。

粒径分布测试：使用Zetapals 0-555激光粒度仪(布鲁克)测定蓖麻油基水性聚氨酯的粒径分布；将所得蓖麻油基水性聚氨酯样品稀释到1.25wt％左右(约稀释20倍)，加入到石英标准比色皿中，确保无气泡后，进行测试。结果为，所得蓖麻油基水性聚氨酯的粒径65.9nm。

铅笔硬度测试：将蓖麻油基水性聚氨酯均匀涂饰到模板表面，置于50℃烘箱干燥30min，然后对涂饰表面使用砂纸打磨，重复涂饰3次，得到漆膜。使用QHQ-A型铅笔划痕测量仪(东莞三和仪器)测试漆膜的铅笔硬度。

耐水性实验：将所述UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体分别浇筑到45mm*12mm*1mm的聚四氟乙烯模具中，在室温下，水分挥发完后(至少12h)，取出薄膜，使用UV灯照射5～10秒钟，冷却后，将薄膜装入样品袋中，密封保存，对薄膜进行耐水性试验。将薄膜浸没在去离子水中，持续56h，记录薄膜浸水前后的质量分别为m₀和m₁，计算吸水率。每组样品测试3次，最终吸水率取平均值。吸水率的计算公式如下：

吸水率＝(m₁-m₀)/m₀×100％。

拉伸试验：将所述UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体分别浇筑到45mm*12mm*1mm的聚四氟乙烯模具中，在室温下，水分挥发完后(至少12h)，取出薄膜，使用UV灯照射5～10秒钟，冷却后，将薄膜装入样品袋中，密封保存，对薄膜进行拉伸试验。使用载荷容量为5KN的AL-7000S电子万能试验机(Gotech Testing Machines Inc，台湾)对薄膜进行拉伸试验。矩形样品的边缘被剪除，尺寸为42mm*10mm，拉伸速度为10mm/min，每组样品测试3次，并取平均值。

测得本实施例所得蓖麻油基水性聚氨酯的粒径81.8nm，铅笔硬度H；UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体的吸水率为21.1％，弹性模量211.36MPa，断裂伸长率276.385％，拉伸强度15.105MPa，屈服强度7.561MPa。

实施例2

(1)在250mL四口烧瓶中加入3.5g DMPA、16.35g IPDI、0.015g BDO、0.08g DBTDL和60g丁酮，装配上球形冷凝管、氮气入口、机械搅拌器和滴液漏斗后，将烧瓶置于80℃恒温水浴锅中反应1.5h，并保持持续搅拌，转速为500r/min；随后通过滴液漏斗向烧瓶中滴加25g蓖麻油和15g丁酮，大约滴加30min，继续反应4h，结束后使用二正丁胺法滴定-NCO值，确定达到反应理论值；加入2.5g PETA，相同条件下保温2h，然后降温到40℃，得到反应液；

(2)在反应液中加入与DMPA等物质的量的TEA(2.64g)，保温30min，得到预聚体；

(3)将所述预聚体置于实验室多功能分散砂磨机中，并滴加150g水，保持2000r/min的搅拌速度，乳化45min后，在室温下进行减压蒸馏，去除丁酮，得到蓖麻油基水性聚氨酯，配方的-OH/-NCO为0.91；

采用与实施例1相同的测试方法测试所得蓖麻油基水性聚氨酯的粒径37nm，铅笔硬度H；UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体的吸水率为33.2％，弹性模量245.154MPa，断裂伸长率80.222％，拉伸强度9.181MPa，屈服强度4.917MPa。

对比例1

(1)在250mL四口烧瓶中加入2.5g DMPA、18.69g IPDI、1.93g BDO、0.08g DBTDL和60g丁酮，装配上球形冷凝管、氮气入口、机械搅拌器和滴液漏斗后，将烧瓶置于80℃恒温水浴锅中反应1.5h，并保持持续搅拌，转速为500r/min；随后通过滴液漏斗向烧瓶中滴加25g蓖麻油和15g丁酮，大约滴加30min，继续反应4h，结束后使用二正丁胺法滴定-NCO值，确定达到反应理论值；相同条件下保温2h，然后降温到40℃，得到反应液；

将预聚体置于实验室多功能分散砂磨机中，并滴加150g水，保持2000r/min的搅拌速度，乳化45min后；在室温下进行减压蒸馏，去除丁酮，得到蓖麻油基水性聚氨酯；配方的-OH/-NCO为0.91。

采用与实施例1相同的测试方法测试所得蓖麻油基水性聚氨酯的粒径为65.9nm，吸水率为352.4％，铅笔硬度B，弹性模量65.33MPa，断裂伸长率297.478％，拉伸强度5.532MPa，屈服强度2.771MPa。

对比例2

(1)在250mL四口烧瓶中加入3.5g DMPA、17.90g IPDI、0.97g BDO、0.08g DBTDL和60g丁酮，装配上球形冷凝管、氮气入口、机械搅拌器和滴液漏斗后，将烧瓶置于80℃恒温水浴锅中反应1.5h，并保持持续搅拌，转速为500r/min；随后通过滴液漏斗向烧瓶中滴加25g蓖麻油和15g丁酮，大约滴加30min，继续反应4h，结束后使用二正丁胺法滴定-NCO值，确定达到反应理论值；相同条件下保温2h，然后降温到40℃，得到反应液；

(2)在所述反应液中加入2.64g TEA，保温30min，得到预聚体；

(3)将所述预聚体置于实验室多功能分散砂磨机中，并滴加150g水，保持2000r/min的搅拌速度，乳化45min后，在室温下进行减压蒸馏，去除丁酮，得到蓖麻油基水性聚氨酯；配方的-OH/-NCO为0.91。

采用与实施例1相同的测试方法测试所得蓖麻油基水性聚氨酯的粒径22.8nm，吸水率为436.7％，铅笔硬度B，弹性模量49.229MPa，断裂伸长率324.108％，拉伸强度9.461MPa，屈服强度2.752MPa。

图1为实施例1～2及对比例1所得蓖麻油基水性聚氨酯的粒径分布曲线；从图1可以看出：DMPA含量相同时，引入PETA的蓖麻油基水性聚氨酯的粒径明显高于未引入PETA的常规蓖麻油基水性聚氨酯的粒径；此外，在引入PETA的蓖麻油基聚氨酯体系中，DMPA含量越高，粒径分布越窄，平均粒径越小。

图2为实施例1～2所得UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体和对比例1所得蓖麻油基水性聚氨酯的应力应变曲线，从图2可以看出：与常规蓖麻油基水性聚氨酯相比，UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体明显具有更高的拉伸强度、杨氏模量和更低的断裂伸长率；在UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体中，DMPA含量越高，UV树脂的杨氏模量明显升高，断裂伸长率显著下降。

比较实施例2和实施例1可以看出：DMPA含量由7％下降到5％，平均粒径由37nm上升到81.8nm，吸水率由33.2％下降到21.1％，弹性模量由245.154MPa下降到211.36MPa，断裂伸长率由80.222％提高到276.385％。明显地，对于UV固化的蓖麻油基水性聚氨酯，其DMPA含量越低，平均粒径越大，乳液的聚集态稳定性越好，树脂薄膜的耐水性也越优异，力学强度略微降低。比较实施例1和对比例1可以看出：加入PETA后，吸水率由原来的352.4％，下降到21.1％，铅笔硬度由B上升为H，弹性模量由65.33MPa上升为211.36MPa，断裂伸长率由297.478％下降至276.385％，拉伸强度由5.532MPa上升为15.105MPa，屈服强度由2.771MPa上升为7.561MPa。显然，与普通固化的蓖麻油基水性聚氨酯相比，引入PETA的UV固化蓖麻油基水性聚氨酯乳液明显具有更小的平均粒径，更高的聚集态稳定性，UV固化的树脂薄膜具有更优异的耐水性和更高的力学强度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(2)在所述反应液中加入碱，进行中和反应，得到预聚体；

所述蓖麻油的质量为2,2-二羟甲基丙酸、二异氰酸酯、二元醇扩链剂、蓖麻油、季戊四醇三丙烯酸酯和碱总质量的50％；

整体反应体中-OH与-NCO的摩尔比为0.91；

所述2,2-二羟甲基丙酸的质量为2,2-二羟甲基丙酸、二异氰酸酯、二元醇扩链剂、蓖麻油、季戊四醇三丙烯酸酯和碱总质量的5～7％。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯混合物、异佛尔酮二异氰酸酯和二苯甲烷二异氰酸酯混合物中的一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二元醇扩链剂包括1,4-丁二醇、乙二醇、1,2-丙二醇和1,3-丙二醇中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱与2,2-二羟甲基丙酸的摩尔比为1：1。

5.根据权利要求1或2或3所述的制备方法，其特征在于，所述第一丁酮和第二丁酮的总质量为2,2-二羟甲基丙酸、二异氰酸酯、二元醇扩链剂、蓖麻油、季戊四醇三丙烯酸酯和碱总质量的150％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述光引发剂包括DAROCURE TPO、IRGACURE 2100或IRGACURE 819。

7.权利要求1～6任一项所述制备方法制备得到的UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体，其特征在于，所述UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体的理论固含量为25％。

8.权利要求7所述的UV固化蓖麻油基水性聚氨酯分散体在涂料领域中的应用。