CN102010495A - 一种耐候性聚氨酯丙烯酸酯预聚体的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐候性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法。所述合成方法包括：首先，将烷氧基化的氢化双酚A在110℃～130℃的温度下抽真空脱水1小时～2小时；接着，加入催化剂、二异氰酸酯并在70℃～90℃的温度下充分搅拌，反应3小时～4小时，降温至30℃～50℃后，再加入阻聚剂、抗氧剂和含有羟基的丙烯酸酯，在70℃～90℃的温度下继续反应2小时～3小时，降温至40℃出料即可。由本发明耐候性聚氨酯丙烯酸酯预聚体的合成方法合成的耐候性聚氨酯丙烯酸酯预聚体分子结构中不含有苯环、胺基等官能团，因此受到光线照射不会发生黄变，耐候性提高；同时双环己基官能团的存在导致其具有较高的耐水性、耐药剂性和热稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯丙烯酸酯预聚体的合成方法，尤其涉及一种耐候性聚氨酯丙烯酸酯预聚体的合成方法。
背景技术
UV固化黏合剂由于其具有固化速度快、成本相对较低而被应用于玻璃器皿的修复、玻璃元器件的组装。但是现有的UV固化黏合剂在储存和使用过程中如果受到光线的照射容易发生黄变，极大地影响了产品的外观。要想提高UV固化黏合剂的耐候性，作为主体成分之一的预聚体起到了决定性的作用。目前，有许多耐候性好的聚氨酯丙烯酸酯预聚体产品被应用于UV固化的木器涂料、罩光清漆、印刷油墨等领域，但是其对玻璃的粘结强度较差。对应于市场需求，开发出一类耐候性较好、对玻璃粘结强度较高的聚氨酯丙烯酸酯预聚体已经迫在眉睫。
发明内容
本发明针对开发出一类耐候性较好、对玻璃粘结强度较高的聚氨酯丙烯酸酯预聚体已经迫在眉睫的需求，提供一种耐候性佳、对玻璃粘结强度高的耐候性聚氨酯丙烯酸酯预聚体的合成方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种耐候性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法包括：首先，将烷氧基化的氢化双酚A在110℃～130℃的温度下抽真空脱水1小时～2小时；接着，加入催化剂、二异氰酸酯并在70℃～90℃的温度下充分搅拌，反应3小时～4小时，降温至30℃～50℃后，再加入阻聚剂、抗氧剂和含有羟基的丙烯酸酯，在70℃～90℃的温度下继续反应2小时～3小时，降温至40℃出料即可。
本发明的有益效果是：由本发明耐候性聚氨酯丙烯酸酯预聚体的合成方法合成的耐候性聚氨酯丙烯酸酯预聚体分子结构中不含有苯环、胺基等官能团，因此受到光线照射不会发生黄变，耐候性提高；同时双环己基官能团的存在导致其具有较高的耐水性、耐药剂性和热稳定性，可以将其应用于UV固化黏合剂中，实现家具、电脑、显示器、扫描仪、汽车等领域中玻璃元件的快速粘接。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述烷氧基化的氢化双酚A、二异氰酸酯、含羟基的丙烯酸酯、催化剂、抗氧剂和阻聚剂的加入量按加入的烷氧基化的氢化双酚A、二异氰酸酯、含羟基的丙烯酸酯、催化剂、抗氧剂和阻聚剂的总重量计包括：25%～40%的烷氧基化的氢化双酚A、30%～50%的二异氰酸酯、20%～30%的含羟基的丙烯酸酯、0.05%～0.15%的催化剂、0.1%～0.2%的抗氧剂和0.03%～0.09%的阻聚剂。
进一步，所述烷氧基化的氢化双酚A、二异氰酸酯和含羟基的丙烯酸酯的摩尔比=1:2:2。
进一步，所述烷氧基化的氢化双酚A结构由下述通式（Ⅰ）表示：
其中，R1、R2各为氢或C1-C2烷基，
m和n均为整数，m+n=0～20。
即m+n大于或者等于0且小于或者等于20。
进一步，所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二丁基二氯化锡中的一种或任意几种的混合物。
进一步，所述二异氰酸酯包括二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或任意几种的混合物。
进一步，所述含羟基的丙烯酸酯包括丙烯酸-β-羟乙酯、丙烯酸-β-羟丙酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯中的一种或任意几种的混合物。
进一步，所述抗氧剂包括三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、双（2,4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸异辛醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的一种或任意几种的混合物。
进一步，所述阻聚剂包括对苯二酚、对羟基苯甲醚、2,6-二硝基对甲酚、4,6-二硝基-2-仲丁基苯酚、对叔丁基邻苯二酚、2,6-二叔丁基对乙基苯酚中的一种或任意几种的混合物。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
在装有搅拌、温度计、氮气出入口的四口反应瓶中加入240.38克氢化双酚A（HBPA），在120℃的温度下抽真空脱水1.5小时，加入0.55克辛酸亚锡和444.58克异佛尔酮二异氰酸酯，搅拌，升温加热，控制温度75℃，反应4小时，降温至30℃，加入1.84克双（2,4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯、0.37克对叔丁基邻苯二酚和232.12克丙烯酸-β-羟乙酯，在85℃的温度下继续反应2小时，降温至40℃出料即可。
实施例2
在装有搅拌、温度计、氮气出入口的四口反应瓶中加入328.58克二乙氧基化的氢化双酚A（HBPA(EO)2），在115℃的温度下抽真空脱水2小时，加入0.82克二月桂酸二丁基锡和336.44克六亚甲基二异氰酸酯，搅拌，升温加热，控制温度80℃，反应3.5小时，降温至40℃，加入1.37克β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸异辛醇酯、0.55克对羟基苯甲醚和260.28克丙烯酸-β-羟丙酯，在80℃的温度下继续反应2.5小时，降温至40℃出料即可。
实施例3
在装有搅拌、温度计、氮气出入口的四口反应瓶中加入356.62克二丙氧基化的氢化双酚A（HBPA(PO)2），在125℃的温度下抽真空脱水1小时，加入1.37克二丁基二氯化锡和524.7克二环己基甲烷二异氰酸酯，搅拌，升温加热，控制温度85℃，反应3小时，降温至50℃，加入1.14克三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、0.91克对苯二酚和260.3克甲基丙烯酸-β-羟乙酯，在75℃的温度下继续反应3小时，降温至40℃出料即可。
对比实施例1
在装有搅拌、温度计、氮气出入口的四口反应瓶中加入500克分子量为1000的聚丙二醇，在120℃的温度下抽真空脱水1.5小时，加入0.47克辛酸亚锡和174克甲苯二异氰酸酯，搅拌，升温加热，控制温度75℃，反应4小时，降温至30℃，加入1.58克双（2,4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯、0.31克对叔丁基邻苯二酚和116.06克丙烯酸-β-羟乙酯，在85℃的温度下继续反应2小时，降温至40℃出料即可。
通过下面的试验测试本发明的聚氨酯丙烯酸酯预聚体的性能。
试验实施例1
将实施例和对比实施例所得预聚体添加4.0%的光引发剂和40%的丙烯酸异冰片酯作为稀释剂，混合溶解均匀，涂覆于载玻片上，以强度为15mw/cm2的紫外光辐照3分钟，依照ASTM D1925标准测试涂膜在1 mw/cm2的紫外光辐照下老化30天的黄变指数。
试验实施例2
将胶液夹于钢片和玻璃板之间，以强度为15mw/cm2的紫外光辐照玻璃板一侧3分钟，制成标准样件，依照ASTM D2095标准测试胶样的拉伸剪切强度。
结果如表1：
表1 实施例1-3制得的样品与对比实施例性能测试结果对比
结果表明，与对比实施例1相比，采用实施例1-3制备的聚氨酯丙烯酸酯预聚体所配制UV固化黏合剂，耐黄变性较好，粘结强度较高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种耐候性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括：首先，将烷氧基化的氢化双酚A在110℃～130℃的温度下抽真空脱水1小时～2小时；接着，加入催化剂、二异氰酸酯并在70℃～90℃的温度下充分搅拌，反应3小时～4小时，降温至30℃～50℃后，再加入阻聚剂、抗氧剂和含有羟基的丙烯酸酯，在70℃～90℃的温度下继续反应2小时～3小时，降温至40℃出料即可。
2.根据权利要求1所述的耐候性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法，其特征在于，所述烷氧基化的氢化双酚A、二异氰酸酯、含羟基的丙烯酸酯、催化剂、抗氧剂和阻聚剂的加入量按加入的烷氧基化的氢化双酚A、二异氰酸酯、含羟基的丙烯酸酯、催化剂、抗氧剂和阻聚剂的总重量计包括：25%～40%的烷氧基化的氢化双酚A、30%～50%的二异氰酸酯、20%～30%的含羟基的丙烯酸酯、0.05%～0.15%的催化剂、0.1%～0.2%的抗氧剂和0.03%～0.09%的阻聚剂。
3.根据权利要求2所述的耐候性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法，其特征在于，所述烷氧基化的氢化双酚A、二异氰酸酯和含羟基的丙烯酸酯的摩尔比=1:2:2。
4.根据权利要求1所述的耐候性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法，其特征在于，所述烷氧基化的氢化双酚A结构由下述通式（Ⅰ）表示：
（Ⅰ）
其中，R1、R2代表氢或C1-C2烷基，
m和n均为整数，m+n=0～20。
5.根据权利要求1所述的耐候性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法，其特征在于，所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二丁基二氯化锡中的一种或任意几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的耐候性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法，其特征在于，所述二异氰酸酯包括二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或任意几种的混合物。
7.根据权利要求1所述的耐候性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法，其特征在于，所述含羟基的丙烯酸酯包括丙烯酸-β-羟乙酯、丙烯酸-β-羟丙酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯中的一种或任意几种的混合物。
8.根据权利要求1所述的耐候性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法，其特征在于，所述抗氧剂包括三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、双（2,4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸异辛醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的一种或任意几种的混合物。
9.根据权利要求1所述的耐候性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法，其特征在于，所述阻聚剂包括对苯二酚、对羟基苯甲醚、2,6-二硝基对甲酚、4,6-二硝基-2-仲丁基苯酚、对叔丁基邻苯二酚、2,6-二叔丁基对乙基苯酚中的一种或任意几种的混合物。
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