CN111978502B - 一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂及其制备方法 - Google Patents

一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111978502B
CN111978502B CN202010832246.0A CN202010832246A CN111978502B CN 111978502 B CN111978502 B CN 111978502B CN 202010832246 A CN202010832246 A CN 202010832246A CN 111978502 B CN111978502 B CN 111978502B
Authority
CN
China
Prior art keywords
acrylate
reaction
fatty acid
diisocyanate
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010832246.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111978502A (zh
Inventor
聂俊
王娅娴
张硕
陈广凯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changzhou Institute for Advanced Materials Beijing University of Chemical Technology
Original Assignee
Changzhou Institute for Advanced Materials Beijing University of Chemical Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changzhou Institute for Advanced Materials Beijing University of Chemical Technology filed Critical Changzhou Institute for Advanced Materials Beijing University of Chemical Technology
Priority to CN202010832246.0A priority Critical patent/CN111978502B/zh
Publication of CN111978502A publication Critical patent/CN111978502A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111978502B publication Critical patent/CN111978502B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/10Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/2805Compounds having only one group containing active hydrogen
    • C08G18/2815Monohydroxy compounds
    • C08G18/284Compounds containing ester groups, e.g. oxyalkylated monocarboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4825Polyethers containing two hydroxy groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/67Unsaturated compounds having active hydrogen
    • C08G18/671Unsaturated compounds having only one group containing active hydrogen
    • C08G18/672Esters of acrylic or alkyl acrylic acid having only one group containing active hydrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04Polyurethanes
    • C09D175/14Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C09D175/16Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds having terminal carbon-to-carbon unsaturated bonds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)

Abstract

本发明属于光固化涂料用树脂制备领域,具体涉及一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂及其制备方法;其制备方法为:将二异氰酸酯与聚醚二元醇反应得到聚氨酯预聚物,加入二羟甲基丙酸扩链,在分子结构中引入羧基反应位点,再与丙烯酸羟乙酯反应,制备了含有羧基的聚氨酯丙烯酸酯树脂;将植物油脂肪酸与环氧氯丙烷在催化剂催化下反应,制备脂肪酸缩水甘油酯;将其与上述含有羧基的聚氨酯丙烯酸酯反应,在聚氨酯丙烯酸酯分子结构中接枝不饱和脂肪酸酯侧基;所制备的氨酯油丙烯酸酯光固化树脂,硬度高、具有良好的附着力和机械性能,且工艺简单可控,原料来源广泛、价格低廉。

Description

一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂及其制备方法
技术领域
本发明属于光固化涂料用树脂制备领域,具体涉及一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂及其制备方法。
背景技术
紫外光固化技术是一种利用紫外光引发具有光化学活性的引发剂分解,产生活性种引发活性化合物聚合交联的一种表面涂层固化技术。光固化具有高效/节能/环保等优点。光固化所用的活性化合物通常含有丙烯酸酯双键或甲基丙烯酸酯双键基团,对于阳离子光固化体系则其活性官能团通常为环氧基团或乙烯基醚等可发生阳离子聚合的活性单体。光固化体系种功能性低聚物赋予固化膜主体性能,因此设计合成新型光固化树脂对光固化涂层改善具有重要意义。
聚氨酯丙烯酸酯低聚物,分子结构中含有氨酯键,能够在聚合物分子间形成氢键,使固化后涂层具有较高的耐磨性,柔韧性;通过调节聚氨酯丙烯酸酯分子结构中软段和硬段含量的比例,可以调节固化后材料的模量和拉伸强度。
氨酯油是利用植物油与多元醇酯交换后制备脂肪酸酯多元醇,再与异氰酸酯反应制备的一种聚氨酯树脂。根据采用的植物油的碘值,所制备氨酯油的油度的差异,可以用作不同涂料的成膜树脂;例如采用干性油制备长油度的氨酯油可用作木器涂料的成膜树脂。氨酯油的制备通常采用酯交换的醇为甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇等,酯交换反应程度的差异所获得的脂肪酸酯多元醇官能度多变,通常制备的聚氨酯树脂具有较高的支化度。采用酯交换法制备氨酯油的工艺制备氨酯油丙烯酸酯,所得产物分子量较高,分子量分布款宽,但是产品稳定性难以控制。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足,本发明的目的在于克服现有技术中存在的技术缺陷,提供一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂及其制备方法。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
本发明首先提供一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂,化学结构式如下:
Figure BDA0002638403570000021
其中,R1
Figure BDA0002638403570000022
Figure BDA0002638403570000023
中的任意一种;
R2
Figure BDA0002638403570000024
n取值为300~800;
R3
Figure BDA0002638403570000025
R4为植物油脂肪酸的脂肪链。
本发明还提供一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂的制备方法,具体步骤如下:
(1)称取植物油脂肪酸,加入环氧氯丙烷、催化剂,在N2保护下升温至一定温度进行反应,监测反应体系酸值,当反应至体系酸值小于10mgKOH/g,再降至一定温度,加入NaOH水溶液,继续反应一段时间后停止反应,静置,分离出上层油层,先用盐酸溶液洗涤,再用去离子水洗涤至中性,然后经减压蒸馏,得到脂肪酸缩水甘油酯;
优选的,步骤(1)中所述的植物油脂肪酸为油酸、亚油酸、亚麻油酸、脱水蓖麻油酸或蓖麻油酸中的一种或多种。
优选的,步骤(1)中所述环氧氯丙烷、植物油脂肪酸、催化剂和NaOH水溶液的质量比为32.4:100:0.32:20;所述NaOH水溶液的浓度为20wt%。
优选的,步骤(1)中所述的催化剂为四丁基溴化铵、四甲基氯化铵或三苯基膦中的一种或多种。
优选的,步骤(1)中所述升温至一定温度为100-120℃;所述降至一定温度为100℃;所述继续反应一段时间为3-4h。
优选的,步骤(1)中所述盐酸溶液的浓度为0.1mol/L,洗涤次数为2-3次。
优选的,步骤(1)中所述减压蒸馏的温度为80℃,时间为40min。
(2)称取二异氰酸酯,加入二月桂酸二丁基锡,加热至一定温度后滴加聚醚二元醇,反应一段时间后,滴加二羟甲基丙酸的丙酮溶液,再次升至一定温度进行反应,反应后加入溶解有500ppm对羟基苯甲醚的丙烯酸羟乙酯,继续反应至红外检测NCO吸收峰消失,得到聚氨酯丙烯酸酯树脂;
优选的,步骤(2)中所述的二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI60)、甲苯二异氰酸酯(TDI80)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)或六亚甲基二异氰酸酯(HDI)中的一种或多种;所述的聚醚二元醇为N204或N210。
优选的,步骤(2)中所述二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、聚醚二元醇、二羟甲基丙酸的丙酮溶液、溶解有500ppm对羟基苯甲醚的丙烯酸羟乙酯的质量比为(17.4-26.2):0.02:20:7.1:5.8。其中二羟甲基丙酸的丙酮溶液(50/50,w/w),即为溶液中羟甲基丙酸和丙酮的质量比为50:50。
优选的,步骤(2)中所述加热至一定温度为40℃;所述滴加聚醚二元醇的过程中温度不超过45℃;所述滴加聚醚二元醇,反应一段时间为1.5h。
优选的,步骤(2)中所述再次升至一定温度进行反应的温度为60-80℃,时间为2h。
(3)向步骤(2)所制备的聚氨酯丙烯酸酯树脂中,加入步骤(1)所制备的脂肪酸缩水甘油酯,再加入催化剂,升至一定温度进行反应,待反应至体系酸值小于5mgKOH/g,停止反应,得到氨酯油丙烯酸酯光固化树脂。
优选的,步骤(3)中所述的催化剂为四丁基溴化铵、四甲基氯化铵、三苯基膦的一种或多种;所述聚氨酯丙烯酸酯树脂、脂肪酸缩水甘油酯、催化剂的质量比为(25-30):(8.6-12):(0.25-0.36)。
优选的,步骤(3)中所述升至一定温度进行反应的温度为90-105℃。
本发明的优点和技术效果是:
(1)本发明所制备的聚氨酯丙烯酸酯分子结构中引入了长碳链的不饱和脂肪酸酯结构,增加其对基材以及颜填料的润湿性,可为高硬度的聚氨酯材料提供柔韧性,而不大幅降低固化膜强度;不饱和脂肪链可以催化氧化固化交联,可与丙烯酸酯的光固化形成双固化的交联网络;涉及的工艺简单可控,原料来源广泛且价格低廉。
(2)本发明所制备的氨酯油丙烯酸酯光固化树脂外观透明,硬度高,可达到5H,抗冲击为15-22kg·cm,附着力5B,具有良好的附着力和机械性能。
附图说明
图1为实施例1所制备氨酯油丙烯酸酯光固化树脂的红外光谱谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施实例对本发明做进一步说明。
实施例1:
(1)称取油酸100g于三口烧瓶中,加入环氧氯丙烷32.4g,再加入四丁基溴化铵0.32g;通N2,升温至120℃反应2h后测试酸值,当酸值小于10mgKOH/g时,降温至100℃;然后在反应体系中加入20wt%NaOH水溶液100g,继续反应3h后停止反应,转移至分液漏斗中静置,分出上层油层,并用0.1mol/L HCl溶液洗涤3次,再用去离子水洗涤至中性,然后在80℃下减压蒸馏40min,脱除水分,得到脂肪酸缩水甘油酯;
(2)称取甲苯二异氰酸酯17.4g,加入二月桂酸二丁基锡0.02g,升温至40℃。称取聚醚二元醇N204 20g于恒压滴液漏斗中,缓慢滴加到反应体系中,反应1.5h后,向反应体系中滴加二羟甲基丙酸丙酮溶液(50/50,w/w)7.1g,升温至60℃,反应2h后加入溶解有500ppm对羟基苯甲醚的丙烯酸羟乙酯5.8g,并继续反应至红外检测NCO吸收峰消失为止,得到聚氨酯丙烯酸酯树脂;
(3)称取步骤(1)所制备的脂肪酸缩水甘油酯8.6g,加入到步骤(2)聚氨酯丙烯酸酯树脂反应体系中,再加入催化剂四丁基溴化铵0.25g,升温至105℃反应,反应至体系酸值小于5mgKOH/g时,停止反应,得到氨酯油丙烯酸酯光固化树脂。
实施例2:
(1)称取亚油酸100g于三口烧瓶中,加入环氧氯丙烷32.4g,再加入四丁基溴化铵0.32g;通N2,升温至110℃反应2h后测试酸值,当酸值小于10mgKOH/g时,降温至100℃;然后在反应体系中加入20wt%NaOH水溶液100g,继续反应3h后停止反应,转移至分液漏斗中静置,分出上层油层,并用0.1mol/L HCl溶液洗涤3次,再用去离子水洗涤至中性,然后在80℃下减压蒸馏40min,脱除水分,得到脂肪酸缩水甘油酯;
(2)称取异佛尓酮二异氰酸酯22.2g,加入二月桂酸二丁基锡0.02g,升温至40℃。称取聚醚二元醇N204 20g于恒压滴液漏斗中,缓慢滴加到反应体系中,反应1.5h后,向反应体系中滴加二羟甲基丙酸丙酮溶液(50/50,w/w)7.1g,升温至80℃,反应2h后加入溶解有500ppm对羟基苯甲醚的丙烯酸羟乙酯5.8g,并继续反应至红外检测NCO吸收峰消失为止,得到聚氨酯丙烯酸酯树脂;
(3)称取步骤(1)所制备的脂肪酸缩水甘油酯8.6g,加入到步骤(2)聚氨酯丙烯酸酯树脂反应体系中,再加入催化剂四丁基溴化铵0.25g,升温至105℃反应,反应至体系酸值小于5mgKOH/g时,停止反应,得到氨酯油丙烯酸酯光固化树脂。
实施例3:
(1)称取亚麻油酸100g于三口烧瓶中,加入环氧氯丙烷32.4g,再加入四丁基溴化铵0.32g;通N2,升温至100℃反应2h后测试酸值,当酸值小于10mgKOH/g时,保持温度100℃,然后在反应体系中加入20wt%NaOH水溶液100g,继续反应3h后停止反应,转移至分液漏斗中静置,分出上层油层,并用0.1mol/L HCl溶液洗涤3次,再用去离子水洗涤至中性,然后在80℃下减压蒸馏40min,脱除水分,得到脂肪酸缩水甘油酯;
(2)称取二苯基甲烷二异氰酸酯25.0g,加入二月桂酸二丁基锡0.02g,升温至40℃。称取聚醚二元醇N204 20g于恒压滴液漏斗中,缓慢滴加到反应体系中,反应1.5h后,向反应体系中滴加二羟甲基丙酸丙酮溶液(50/50,w/w)7.1g,升温至60℃,反应2h后加入溶解有500ppm对羟基苯甲醚的丙烯酸羟乙酯5.8g,并继续反应至红外检测NCO吸收峰消失为止,得到聚氨酯丙烯酸酯树脂;
(3)称取步骤(1)所制备的脂肪酸缩水甘油酯8.6g,加入到步骤(2)聚氨酯丙烯酸酯树脂反应体系中,再加入催化剂四丁基溴化铵0.25g,升温至105℃反应,反应至体系酸值小于5mgKOH/g时,停止反应,得到氨酯油丙烯酸酯光固化树脂。
实施例4:
(1)称取脱水蓖麻油酸100g于三口烧瓶中,加入环氧氯丙烷32.4g,再加入四丁基溴化铵0.32g;通N2,升温至120℃反应2h后测试酸值,当酸值小于10mgKOH/g时,降温至100℃,然后在反应体系中加入20wt%NaOH水溶液100g,继续反应3h后停止反应,转移至分液漏斗中静置,分出上层油层,并用0.1mol/L HCl溶液洗涤3次,再用去离子水洗涤至中性,然后在80℃下减压蒸馏40min,脱除水分,得到脂肪酸缩水甘油酯;
(2)称取二环己基甲烷二异氰酸酯26.2g,加入二月桂酸二丁基锡0.02g,升温至40℃。称取聚醚二元醇N204 20g于恒压滴液漏斗中,缓慢滴加到反应体系中,反应1.5h后,向反应体系中滴加二羟甲基丙酸丙酮溶液(50/50,w/w)7.1g,升温至60℃,反应2h后加入溶解有500ppm对羟基苯甲醚的丙烯酸羟乙酯5.8g,并继续反应至红外检测NCO吸收峰消失为止,得到聚氨酯丙烯酸酯树脂;
(3)称取步骤(1)所制备的脂肪酸缩水甘油酯8.6g,加入到步骤(2)聚氨酯丙烯酸酯树脂反应体系中,再加入催化剂四丁基溴化铵0.25g,升温至105℃反应,反应至体系酸值小于5mgKOH/g时,停止反应,得到氨酯油丙烯酸酯光固化树脂。
实施例5:
(1)称取蓖麻油酸100g于三口烧瓶中,加入环氧氯丙烷32.4g,再加入四丁基溴化铵0.32g;通N2,升温至120℃反应2h后测试酸值,当酸值小于10mgKOH/g时,降温至100℃,然后在反应体系中加入20wt%NaOH水溶液100g,继续反应3h后停止反应,转移至分液漏斗中静置,分出上层油层,并用0.1mol/L HCl溶液洗涤3次,再用去离子水洗涤至中性,然后在80℃下减压蒸馏40min,脱除水分,得到脂肪酸缩水甘油酯;
(2)称取六亚甲基二异氰酸酯17.4g,加入二月桂酸二丁基锡0.02g,升温至40℃。称取聚醚二元醇N204 20g于恒压滴液漏斗中,缓慢滴加到反应体系中,反应1.5h后,向反应体系中滴加二羟甲基丙酸丙酮溶液(50/50,w/w)7.1g,升温至60℃,反应2h后加入溶解有500ppm对羟基苯甲醚的丙烯酸羟乙酯5.8g,并继续反应至红外检测NCO吸收峰消失为止,得到聚氨酯丙烯酸酯树脂;
(3)称取步骤(1)所制备的脂肪酸缩水甘油酯8.6g,加入到步骤(2)聚氨酯丙烯酸酯树脂反应体系中,再加入催化剂四丁基溴化铵0.25g,升温至105℃反应,反应至体系酸值小于5mgKOH/g时,停止反应,得到氨酯油丙烯酸酯光固化树脂。
实施例6:
(1)称取油酸100g于三口烧瓶中,加入环氧氯丙烷32.4g,再加入四丁基溴化铵0.32g;通N2,升温至120℃反应2h后测试酸值,当酸值小于10mgKOH/g时,降温至100℃,然后在反应体系中加入20wt%NaOH水溶液100g,继续反应3h后停止反应,转移至分液漏斗中静置,分出上层油层,并用0.1mol/L HCl溶液洗涤3次,再用去离子水洗涤至中性,然后在80℃下减压蒸馏40min,脱除水分,得到脂肪酸缩水甘油酯;
(2)称取甲苯二异氰酸酯17.4g,加入二月桂酸二丁基锡0.02g,升温至40℃。称取聚醚二元醇N210 50g于恒压滴液漏斗中,缓慢滴加到反应体系中,反应1.5h后,向反应体系中滴加二羟甲基丙酸丙酮溶液(50/50,w/w)7.1g,升温至60℃,反应2h后加入溶解有500ppm对羟基苯甲醚的丙烯酸羟乙酯5.8g,并继续反应至红外检测NCO吸收峰消失为止,得到聚氨酯丙烯酸酯树脂;
(3)称取步骤(1)所制备的脂肪酸缩水甘油酯8.6g,加入到步骤(2)聚氨酯丙烯酸酯树脂反应体系中,再加入催化剂四丁基溴化铵0.25g,升温至105℃反应,反应至体系酸值小于5mgKOH/g时,停止反应,得到氨酯油丙烯酸酯光固化树脂。
实施例7:
(1)称取油酸100g于三口烧瓶中,加入环氧氯丙烷32.4g,再加入四丁基溴化铵0.32g;通N2,升温至120℃反应2h后测试酸值,当酸值小于10mgKOH/g时,降温至100℃,然后在反应体系中加入20wt%NaOH水溶液100g,继续反应3h后停止反应,转移至分液漏斗中静置,分出上层油层,并用0.1mol/L HCl溶液洗涤3次,再用去离子水洗涤至中性,然后在80℃下减压蒸馏40min,脱除水分,得到脂肪酸缩水甘油酯;
(2)称取异佛尓酮二异氰酸酯22.2g,加入二月桂酸二丁基锡0.03g,升温至40℃。称取聚醚二元醇N210 50g于恒压滴液漏斗中,缓慢滴加到反应体系中,反应1.5h后,向反应体系中滴加二羟甲基丙酸丙酮溶液(50/50,w/w)9.94g,升温至60℃,反应2h后加入溶解有500ppm对羟基苯甲醚的丙烯酸羟乙酯3.5g,并继续反应至红外检测NCO吸收峰消失为止,得到聚氨酯丙烯酸酯树脂;
(3)称取步骤(1)所制备的脂肪酸缩水甘油酯12g,加入到步骤(2)聚氨酯丙烯酸酯树脂反应体系中,再加入催化剂四丁基溴化铵0.36g,升温至105℃反应,反应至体系酸值小于5mgKOH/g时,停止反应,得到氨酯油丙烯酸酯光固化树脂。
实施例8:
(1)称取油酸100g于三口烧瓶中,加入环氧氯丙烷32.4g,再加入四丁基溴化铵0.32g;通N2,升温至120℃反应2h后测试酸值,当酸值小于10mgKOH/g时,降温至100℃,然后在反应体系中加入20wt%NaOH水溶液100g,继续反应3h后停止反应,转移至分液漏斗中静置,分出上层油层,并用0.1mol/L HCl溶液洗涤3次,再用去离子水洗涤至中性,然后在80℃下减压蒸馏40min,脱除水分,得到脂肪酸缩水甘油酯;
(2)称取二苯基甲烷二异氰酸酯25.0g,加入二月桂酸二丁基锡0.02g,升温至40℃。称取聚醚二元醇N210 50g于恒压滴液漏斗中,缓慢滴加到反应体系中,反应1.5h后,向反应体系中滴加二羟甲基丙酸丙酮溶液(50/50,w/w)9.94g,升温至60℃,反应2h后加入溶解有500ppm对羟基苯甲醚的丙烯酸羟乙酯3.5g,并继续反应至红外检测NCO吸收峰消失为止,得到聚氨酯丙烯酸酯树脂;
(3)称取步骤(1)所制备的脂肪酸缩水甘油酯12g,加入到步骤(2)聚氨酯丙烯酸酯树脂反应体系中,再加入催化剂四丁基溴化铵0.36g,升温至105℃反应,反应至体系酸值小于5mgKOH/g时,停止反应,得到氨酯油丙烯酸酯光固化树脂。
图1为本发明实施例1所制备氨酯油丙烯酸酯光固化树脂的红外光谱谱图;从图1中可以看出,1725cm-1处强烈的吸收带证明所制备的树脂中存在酯基;因此,通过图1可以证明本产品被成功制备。
测试条件:
附着力:百格法,2mm间距,3M 600#胶带粘剥;
铅笔硬度:负载1000g,45°角,三菱铅笔;
抗冲击性:漆膜冲击器,重锤质量1kg;GB/T1732-93
表1实施例1-8制备的氨酯油丙烯酸酯光固化树脂的性能检测结果
检测项目 外观 铅笔硬度 抗冲击 附着力
实施例1 透明 H 15kg·cm 5B
实施例2 透明 H 17kg·cm 5B
实施例3 透明 H 18kg·cm 5B
实施例4 透明 H 21kg·cm 5B
实施例5 透明 H 22kg·cm 5B
实施例6 透明 H 17kg·cm 5B
实施例7 透明 H 16kg·cm 5B
实施例8 透明 H 20kg·cm 5B
从表1可以看出,实施例1-8所制备的氨酯油丙烯酸酯光固化树脂外观透明,硬度高,可达到5H,抗冲击为15-22kg·cm,附着力5B,具有良好的附着力和机械性能。
说明:以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案;因此,尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明,但是本领域的普通技术人员应当理解,仍然可以对本发明进行修改或等同替换;而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进,其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:
(1)称取植物油脂肪酸,加入环氧氯丙烷、催化剂,在N2保护下升温至一定温度进行反应,监测反应体系酸值,当反应至体系酸值小于10mgKOH/g,再降至一定温度,加入NaOH水溶液,继续反应一段时间后停止反应,静置,分离出上层油层,先用盐酸溶液洗涤,再用去离子水洗涤至中性,然后经减压蒸馏,得到脂肪酸缩水甘油酯;
所述的植物油脂肪酸为油酸、亚油酸、亚麻油酸、脱水蓖麻油酸或蓖麻油酸中的一种或多种;
(2)称取二异氰酸酯,加入二月桂酸二丁基锡,加热至一定温度后滴加聚醚二元醇,反应一段时间后,滴加二羟甲基丙酸的丙酮溶液,再次升至一定温度进行反应,反应后加入溶解有500 ppm对羟基苯甲醚的丙烯酸羟乙酯,继续反应至红外检测NCO吸收峰消失,得到聚氨酯丙烯酸酯树脂;所述的聚醚二元醇为N204或N210;
(3)向步骤(2)所制备的聚氨酯丙烯酸酯树脂中,加入步骤(1)所制备的脂肪酸缩水甘油酯,再加入催化剂,升至一定温度进行反应,待反应至体系酸值小于5mgKOH/g,停止反应,得到氨酯油丙烯酸酯光固化树脂;
所述氨酯油丙烯酸酯光固化树脂的化学结构式如下:
Figure DEST_PATH_IMAGE002
2.根据权利要求1所述的一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述的催化剂为四丁基溴化铵、四甲基氯化铵或三苯基膦中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述环氧氯丙烷、植物油脂肪酸、催化剂和NaOH水溶液的质量比为32.4:100:0.32:20;所述NaOH水溶液的浓度为20wt%。
4.根据权利要求1所述的一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述升温至一定温度为110-120℃;所述降至一定温度为100℃;所述继续反应一段时间为3-4h。
5. 根据权利要求1所述的一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述盐酸溶液的浓度为0.1mol/L,洗涤次数为2-3次;所述减压蒸馏的温度为80℃,时间为40 min。
6.根据权利要求1所述的一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述的二异氰酸酯为甲苯-2,4-二异氰酸酯、甲苯-2,6-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯中的一种。
7. 根据权利要求1所述的一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、聚醚二元醇、二羟甲基丙酸的丙酮溶液、溶解有500 ppm对羟基苯甲醚的丙烯酸羟乙酯的质量比为(17.4-26.2):0.02:20:7.1:5.8。
8. 根据权利要求1所述的一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述加热至一定温度为40℃;所述滴加聚醚二元醇的过程中温度不超过45℃;所述滴加聚醚二元醇,反应一段时间为1.5 h;所述再次升至一定温度进行反应的温度为60-80℃,时间为2 h。
9.根据权利要求1所述的一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述聚氨酯丙烯酸酯树脂、脂肪酸缩水甘油酯、催化剂的质量比为(25-30):(8.6-12):(0.25-0.36);所述的催化剂为四丁基溴化铵、四甲基氯化铵、三苯基膦的一种或多种;所述升至一定温度进行反应的温度为90-105℃。
CN202010832246.0A 2020-08-18 2020-08-18 一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂及其制备方法 Active CN111978502B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010832246.0A CN111978502B (zh) 2020-08-18 2020-08-18 一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010832246.0A CN111978502B (zh) 2020-08-18 2020-08-18 一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111978502A CN111978502A (zh) 2020-11-24
CN111978502B true CN111978502B (zh) 2022-04-22

Family

ID=73434732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010832246.0A Active CN111978502B (zh) 2020-08-18 2020-08-18 一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111978502B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113896636A (zh) * 2021-10-08 2022-01-07 南京林业大学 一种脂肪酸二聚甘油酯及其制备方法和应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5712342A (en) * 1994-12-27 1998-01-27 Korea Chemical Co., Ltd. Process for producing a water-dispersion of polyurethane resin and a paint composition containing the resin produced by that process

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1162722A (en) * 1965-08-13 1969-08-27 Ford Motor Co Polymerisable Paint Binders
JP3348389B2 (ja) * 1994-05-13 2002-11-20 大日本インキ化学工業株式会社 樹脂組成物
JP3727117B2 (ja) * 1996-09-03 2005-12-14 旭電化工業株式会社 ポリオール樹脂組成物
JP5025483B2 (ja) * 2004-10-26 2012-09-12 ルブリゾル アドバンスド マテリアルズ, インコーポレイテッド オイル変性ウレタン重合体の水媒介分散体
EP2261220A1 (en) * 2009-06-11 2010-12-15 Hexion Specialty Chemicals Research Belgium S.A. Process for preparing glycidyl esters of branched monocarboxylic acids
CN103833952A (zh) * 2014-02-20 2014-06-04 山西省应用化学研究所 一种羧基改性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法
EP2949687B1 (en) * 2014-05-29 2016-10-19 Dow Global Technologies Llc Water feed methods to control mw distribution and byproducts of the carbamylation of urea
CN105801791B (zh) * 2016-03-22 2018-07-27 华南农业大学 一种蓖麻油基uv固化聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法和应用
CN106397719B (zh) * 2016-10-09 2019-05-07 华南农业大学 蓖麻油基超支化uv固化聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法和应用
CN107022297B (zh) * 2017-04-15 2019-08-02 湖北铁神新材料有限公司 一种耐水水性双组分聚氨酯涂料及其制备方法
CN107778434A (zh) * 2017-11-21 2018-03-09 鹤山市河本聚脂化工有限公司 一种高固含量水性聚酯型聚氨酯树脂及其制备方法
WO2019102491A1 (en) * 2017-11-27 2019-05-31 Asian Paints Ltd An improved urethane alkyd resin
CN108892767A (zh) * 2018-06-15 2018-11-27 武汉工程大学 一种室温多重固化水性聚氨酯乳液的制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5712342A (en) * 1994-12-27 1998-01-27 Korea Chemical Co., Ltd. Process for producing a water-dispersion of polyurethane resin and a paint composition containing the resin produced by that process

Also Published As

Publication number Publication date
CN111978502A (zh) 2020-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2644668B1 (en) Uv curable coating composition having self-healing capabilities, coating film and method for preparing coating film
JP6270229B2 (ja) 水分散性ウレタン(メタ)アクリレートおよび塗料組成物
EP3110868B1 (en) Curable aqueous polyurethane dispersions made from renewable resources
EP3328912B1 (en) Polyurethane (meth)acrylate oligomers and curable compositions comprising said oligomers
US20090306240A1 (en) Process for synthesis of telechelic urethane acrylate uv curable pre-polymeric materials
EP3305828A1 (en) Polyester polyol, polyurethane resin, and production processes therefor
CN106905504B (zh) 水性紫外光固化聚氨酯树脂及其制备方法和应用
CN114085353B (zh) 一种光-热双重固化树脂及其制备方法
CN114213963B (zh) 一种光-热双重固化无溶剂耐磨防雾涂料及其制备方法和应用
CN108329342B (zh) 一种有机硅偶联剂及其制备方法和应用
CN112239530A (zh) 一种疏水自愈超弹性聚氨酯弹性体制备的新方法
CN112552478A (zh) 一种多官能团uv固化含氟聚合物
CN111978502B (zh) 一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂及其制备方法
CN110527032B (zh) 光固化树脂材料及制备方法
CN110606932A (zh) 一种光固化聚氨酯丙烯酸酯水分散体及其制备方法
EP3572474B1 (en) Biomaterial-based uv coating composition
CN110862409A (zh) 一种制备含二元醇结构的硅烷类化合物及其改性水性聚氨酯的方法
KR102116533B1 (ko) 접착공정 간소화가 가능한 수성 폴리우레탄-아크릴레이트 실란 접착제의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 수성 폴리우레탄-아크릴레이트 실란 접착제
CN112724917B (zh) 一种双固化无色透明聚氨酯薄膜及其制备方法和应用
CN114316202A (zh) 一种紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯乳液及其制备方法
CN112321842A (zh) 一种紫外光固化超支化丙烯酸酯树脂及其制造方法
CN111004152A (zh) 一种环保型聚氨酯扩链剂及其制备方法和应用
Kaenhin et al. Waterborne Polyurethane: Effect of functional groups in aromatic isocyanate and the chain length of hydroxyl terminated natural rubber
KR102237391B1 (ko) 3액형 우레탄변성 불포화폴리에스테르 겔코트 도료, 이의 제조방법 및 이를 이용한 우레탄변성 불포화폴리에스테르 겔코트막 형성방법
KR20060097730A (ko) 자외선 경화성 폴리올 및 이로부터 제조된 폴리우레탄조성물

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant