【摘要】 一种高透明抗紫外光固化聚氨酯-氧化锌纳米复合树脂的制备方法，属于化学合成技术领域。本发明首先通过低聚物二元醇与异氰酸酯化合物反应，制得NCO封端的预聚物，然后用含羟基的丙烯酸酯单体进行封端，并且在封端过程中引入纳米氧化锌，制得光固化聚氨酯-氧化锌纳米复合树脂。本方法有效克服了纳米氧化锌在聚合物中易团聚及不易分散等问题，提高了纳米氧化锌在复合树脂中的分散性及与聚合物基体树脂的相容性，从而提高了树脂的抗紫外性能。用本方法制备的高透明、抗紫外纳米复合树脂可广泛应用于涂料、胶粘剂、塑料等纳米复合材料中。 【专利类型】发明授权 【申请人】江南大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】214122 江苏省无锡市滨湖区蠡湖大道1800号江南大学化学与材料工程学院 【申请人地区】中国 【申请人城市】无锡市 【申请人区县】滨湖区 【申请号】CN201210533483.2 【申请日】2012-12-12 【申请年份】2012 【公开公告号】CN102993406B 【公开公告日】2014-10-22 【公开公告年份】2014 【授权公告号】CN102993406B 【授权公告日】2014-10-22 【授权公告年份】2014.0 【IPC分类号】C08G18/67; C08G18/10; C08K3/22; C08L75/14 【发明人】张胜文; 陈子栋; 赵杰; 郭盟; 张燕; 袁妍; 刘晓亚 【主权项内容】1.一种高透明抗紫外光固化聚氨酯-氧化锌纳米复合树脂的制备方法，其特征在于组成配比以wt%计为： 低聚物多元醇 50 -65， 二异氰酸酯化合物 20-30， 催化剂 0.01-0.05， 含羟基的不饱和双键丙烯酸酯 5 -15， 光敏性双亲聚氨酯改性的纳米氧化锌 0.01 -5， 酚类阻聚剂 0.1-0.5； 制备方法：按配比在二异氰酸酯化合物中滴加低聚物多元醇和催化剂，滴加完毕后在45±5℃反应1-2h；然后逐渐升温至60℃，滴加含羟基的不饱和双键丙烯酸酯和酚类阻聚剂，并且在封端过程中引入光敏性双亲聚氨酯改性的纳米氧化锌，在75±5℃反应2-3h，直到红外光谱检测NCO基团特征峰完全消失，得到聚氨酯-氧化锌纳米复合树脂； 所述的低聚物多元醇选用聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃二醇、聚己内酯二醇、聚碳酸酯二醇中之一种，其分子量范围为400-6000； 所述的二异氰酸酯化合物选用2, 4-甲苯二异氰酸酯、2, 6-甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷4, 4’-二异氰酸酯、己二撑二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、2, 2, 4-三甲基己二异氰酸酯中之一种； 所述的催化剂选用二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡中之一种； 所述的含羟基的不饱和双键丙烯酸酯选用丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟丁酯、季戊四醇三丙烯酸酯中之一种； 所述的酚类阻聚剂选用对苯二酚、对羟基苯甲醚、2, 6-二叔丁基对甲酚、间苯二酚中之一种； 所述光敏性双亲聚氨酯改性的纳米氧化锌的制备方法如下： (1)采用反向乳液法分别制备氧化锌先驱盐反向乳液及碱源的反向乳液； (2)分别超声乳化，继而混合再次乳化生成以光敏性双亲聚氨酯为表面修饰的纳米氧化锌颗粒； (3)减压蒸发甲苯有机溶剂、真空干燥，分离提纯； (4)重新分散于油相中，冷凝回流； 以上反应物组成包括光敏性双亲聚氨酯预聚物、甲苯、锌盐、碱源、去离子水，主要反应物配比以wt%计为： 反应物组成(a) 甲苯的质量为100计 甲苯 100 聚氨酯预聚物 1.8-3.5 锌盐 2.5-4.2 去离子水 9-10 反应物组成(b) 甲苯的质量为100计 甲苯 100 聚氨酯预聚物 1.8-3.5 碱源 1.0-1.7 去离子水 11-12 合成步骤为：首先按以上配比制备两份聚氨酯甲苯溶液，分别命名为A组分、B组分，同样按配比制备锌盐水溶液，命名为C组分；按配比制备碱源水溶液，命名为D组分；然后将C组分滴加到A组分中，形成反向乳液E组分；将D组分滴加到B组分中，形成反向乳液F组分；将E、F组分分别移入两个烧杯中，超声乳化3-5分钟；乳化结束后两烧杯中反向乳液重新混合于一烧杯中，再进行3-5分钟超声乳化；用旋转蒸发仪在60℃下减压蒸发，得到固体产物在真空干燥箱中干燥一天, 然后将去离子水加入干燥固体中，超声使其分散于去离子水中，离心分离，除去醋酸盐及其他杂质；随后重新分散于油相甲苯中，冷凝回流一天；最后用透析袋透析，除去残留的醋酸盐及亲水性小分子，即制得以光敏性双亲聚氨酯为表面修饰的纳米氧化锌颗粒； 其中光敏性双亲聚氨酯的制备以二异氰酸酯化合物、低聚物多元醇、双羟甲基酸化合物、含羟基的不饱和双键丙烯酸酯单体为原料，通过丙酮法合成光敏性双亲聚氨酯预聚物； 其中二异氰酸酯化合物选用2, 4-甲苯二异氰酸酯、2, 6-甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷4, 4’-二异氰酸酯、己二撑二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、2, 2, 4-三甲基己二异氰酸酯之一种； 低聚物多元醇选用聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃二醇、聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二醇中之一种，其分子量范围为400-6000； 双羟甲基酸化合物选用二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸； 合成的光敏性双亲聚氨酯预聚物，其组成以wt%计为： 低聚物多元醇 50-65， 二异氰酸酯化合物 20 -30， 催化剂 0.01-0.05， 双羟甲基酸化合物 3 -6， 酚类阻聚剂 0.1-0.5， 含羟基的不饱和双键丙烯酸酯 5 -15； 所合成的光敏性双亲聚氨酯预聚物的分子量范围为3000-15000，并且要求该预聚物在甲苯中有较好的溶解性，通过选择不同亲水疏水性、不同分子量的聚醚多元醇及调节预聚物中亲水基团羧基的含量之方法以使预聚物在甲苯中有较好的溶解性； 其中锌盐选用二水合醋酸锌、一水合醋酸锌、醋酸锌、硝酸锌、硫酸锌、氯化锌中之一种； 其中碱源为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂中之一种。 【当前权利人】广州五行材料科技有限公司 【当前专利权人地址】广东省广州市黄埔区(中新知识城)凤凰四路99号自编F栋五至六层 【专利权人类型】公立 【统一社会信用代码】1210000071780177X1 【引证次数】2.0 【自引次数】2.0 【家族引证次数】2.0 【家族被引证次数】19

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