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专利号: 202011535696X
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有核‑壳结构的SiO2改性生物基UV固化水性聚氨酯涂料的制备方法,其特征在于步骤如下:(1)干燥:取硅烷化合物及聚酯二元醇脱水干燥;

(2)蓖麻油基水性聚氨酯乳液的制备:将一定量的催化剂和二异氰酸酯加入反应容器中,滴加步骤(1)所得干燥后的聚酯二元醇进行反应,得到初聚体;加入蓖麻油酸继续反应,随后加入活性封端剂、阻聚剂、溶剂A反应,再加入中和剂剪切,最后加入去离子水,剪切乳化,减压旋蒸除去溶剂A,得到蓖麻油基水性聚氨酯乳液;

(3)改性:取步骤(1)干燥所得硅烷化合物、步骤(2)制备所得蓖麻油基水性聚氨酯乳液和去离子水添加到容器中,在缓慢磁力搅拌下反应;随后加入硅酸四乙酯继续反应,即得到具有核‑壳结构的SiO2改性的水性聚氨酯涂料;

步骤(1)具体为:将硅烷化合物及聚酯二元醇放置于真空干燥箱中,于80‑100℃真空脱水处理30min,得到干燥后的硅烷化合物及聚酯二元醇原材料;

步骤(2)具体为:

a、将0.03‑0.04g催化剂和4.45‑4.46g二异氰酸酯加入三口烧瓶中,将温度升至50‑55℃,滴加8‑8.1g步骤(1)所得干燥后的聚酯二元醇,反应2‑3h,当NCO达到理论值时结束,得到初聚体;

b、将初聚体温度控制在60‑65℃,加入1.47‑1.48g蓖麻油酸反应2‑3h,直至NCO到理论值;

c、控制温度在60‑65℃,加入1.52‑1.53g活性封端剂、0.04‑0.05g阻聚剂、8‑10mL溶剂A,反应2.5‑3h;

d、将反应温度降至室温,加入0.55‑0.6g中和剂,600‑800r/min高速剪切30min,再加入

28‑32g去离子水,800‑1000r/min剪切乳化30min,0.06‑0.07MPa、55‑60℃减压旋蒸,除去溶剂A,得到蓖麻油基水性聚氨酯乳液,备用;

步骤(3)具体为:称取0.69‑0.70g步骤(1)干燥所得硅烷化合物、29‑30g步骤(2)制备所得蓖麻油基水性聚氨酯乳液和13.5‑13.6g去离子水添加到锥形瓶,控制温度在55‑60℃,在缓慢磁力搅拌下反应1‑1.5h,后加入0.69‑0.70g的硅酸四乙酯TEOS再反应3‑3.5h,即得到具有核‑壳结构的SiO2改性的蓖麻油基水性聚氨酯涂料。

2.根据权利要求1所述具有核‑壳结构的SiO2改性生物基UV固化水性聚氨酯涂料的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述聚酯二元醇为聚碳酸酯二元醇、聚己内酯二元醇及己二酸聚酯二元醇中的至少一种;

硅烷化合物具体为3‑(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷和/或3‑(甲基丙烯酰氧基)丙基三乙氧基硅烷。

3.根据权利要求1所述具有核‑壳结构的SiO2改性生物基UV固化水性聚氨酯涂料的制备方法,其特征在于:步骤(2)中所述催化剂为二月桂酸二丁基锡和/或辛酸亚锡;

所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯TDI、4,4'‑二苯基甲烷二异氰酸酯MDI及异佛尔酮二异氰酸酯IPDI中的至少一种;

所述活性封端剂为丙烯酸羟乙酯HEA、甲基丙烯酸羟乙酯HEMA、丙烯酸羟丙酯HPA、甲基丙烯酸羟丙酯HPMA及季戊四醇三丙烯酸酯PETA中的至少一种;

所述阻聚剂为对苯二酚和/或对甲氧基苯酚;

所述中和剂为三乙胺;

所述溶剂A为丙酮。

4.权利要求1所述具有核‑壳结构的SiO2改性生物基UV固化水性聚氨酯涂料的应用,其特征在于:将其作为涂料进行涂膜。

5.根据权利要求4所述具有核‑壳结构的SiO2改性生物基UV固化水性聚氨酯涂料的应用,其特征在于步骤为:取具有核‑壳结构的SiO2改性的水性聚氨酯涂料,加入光引发剂,混合均匀后将乳液倒入聚四氟乙烯槽中室温放置,烘烤后紫外光固化,即得到涂膜。

6.根据权利要求5所述具有核‑壳结构的SiO2改性生物基UV固化水性聚氨酯涂料的应用,其特征在于:所述光引发剂具体为1173光引发剂。

7.根据权利要求6所述具有核‑壳结构的SiO2改性生物基UV固化水性聚氨酯涂料的应用,其特征在于具体步骤为:取5‑5.1g具有核‑壳结构的SiO2改性的水性聚氨酯涂料,加入

0.23‑0.25g光引发剂,将其避光室温搅拌均匀之后,将乳液倒入聚四氟乙烯槽中室温放置

1d后,于60℃烘箱中烘烤2‑3h,再将其放入紫外光固化机中固化40‑50s,即可得到涂膜。