一种可双重固化的植物油改性异氰酸酯固化剂及其制备方法与流程

1.本发明属于涂料固化剂技术领域，具体来说是一种可双重固化的植物油改性 异氰酸酯固化剂及其制备方法。


背景技术：

2.固化剂广泛应用于高性能涂层、油漆、胶粘剂、装饰性建筑材料、弹性体以 及家庭日用商品等，相对于化学固化剂涂料目前树脂固化使用工艺简便、性能优 异，在胶黏剂、涂料及玻璃钢复合材料方面都有广泛应用，如中国发明专利公告 第cn 103421156 b号，其公开的一种uv固化树脂及其制备方法与在uv固 化色漆的应用，该制备方法先将多元醇、多元酸和脂肪酸混合，加入回流溶剂， 制备出醇酸树脂。再将酯类化合物和异佛尔酮二异氰酸酯混合，加入阻聚剂和催 化剂，反应得到丙烯酸改性聚氨酯；将丙烯酸改性聚氨酯与醇酸树脂在60～ 100℃下反应2～3h，得到uv固化树脂。将uv固化树脂、丙烯酸烷氧化多元 醇酯活性稀释剂、颜料、热塑性丙烯酸树脂、光引发剂、醇酸树脂催干剂、分 散剂、泡剂和流平剂反应值得uv固化色漆，该发明克服了现有紫外光固化色 漆体系中颜填料对紫外光的屏蔽作用，使得涂料体系不能完全固化，以及uv固 化树脂对颜填料的润湿不好，涂膜的附着力不好的问题。
3.上述的技术手段确实可以减少污染，且克服现有紫外光固化色漆体系中颜填 料对紫外光的屏蔽作用，使得涂料体系不能完全固化，以及uv固化树脂对颜填 料的润湿不好，涂膜的附着力不好的问题。但是单纯的uv固化树脂涂料在用于 规则工件的涂装时，在局部沟槽区域的固化效果并不理想，且涂料硬度、光泽度 以及耐水性下降严重，影响了整体的性能。


技术实现要素：

4.本发明专利的目的在于解决现有技术的不足，提供一种可双重固化的植物油 改性异氰酸酯固化剂及其制备方法。
5.为了实现上述目的，本发明设计一种可双重固化的植物油改性异氰酸酯固化 剂，包括不饱和植物油与巯基化合物的巯基-烯点击反应，再与接枝带有不饱和 双键的异氰酸酯化合物和异佛尔酮二异氰酸酯反应，所述植物油具有以下结构通 式：
[0006][0007]
其中
6:1；
[0015]
(2)将得到的巯基改性的植物油、异佛尔酮二异氰酸酯r1、月桂酸二丁基锡 加入丙酮中，在80℃下进行反应3～6小时，使用红外光谱仪测试化合物，当 2275cm-1上的异氰酸酯吸收峰消失时，反应终止，进行下一步反应，异佛尔酮 二异氰酸酯r1与巯基改性的植物油的摩尔比例含量确定为3:1-5:1；
[0016]
(3)在80℃下，将第二步制备好的异佛尔酮二异氰酸酯r1接枝的巯基改性 的植物油缓慢滴加到异氰酸酯丙烯酸乙酯r2中，滴加时间设置为3小时，并持 续保温5小时，其中异氰酸酯丙烯酸乙酯r2与巯基改性的植物油的摩尔比例含 量确定为3:1-5:1，使用滴定方式确定nco含量，合格后，真空脱出丙酮，这样 便可得到双重固化的植物油改性异氰酸酯固化剂。
[0017]
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
[0018]
1.主体原料环保无污染，后期处理简单且易于提纯；
[0019]
2.活化周期长，活性温和；
[0020]
3.产品作用于涂料，涂膜硬度提升明显，产品光泽和耐水性都大大增强。
具体实施方式
[0021]
下面结合实施例对本发明作进一步说明。以下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改 进，这些都属于本发明的保护范围。
[0022]
实施例1～3和对比实施例1～3的具体步骤如下：
[0023]
实施例1；
[0024]
(1)分别将大豆油0.3mol、3-巯基-1，2-丙二醇1.5mol、光引发剂(uv1173) 0.1g及二氯甲烷100ml加入反应瓶中，于室温搅拌状态下，使用1.8mw/cm2紫 外灯照射12小时，确保大豆油上的不饱和双键与巯基化合物反应，使用红外光 谱仪测试化合物，当波长1760cm-1
上的不饱和碳碳双键吸收峰消失时，水洗出 去过量的巯基化合物，旋蒸除去二氯甲烷得到巯基改性的玉米油，使用氯化钙干 燥过夜备用；
[0025]
(2)取得到的巯基改性的大豆油0.2mol、异氰酸酯丙烯酸乙酯0.8mol、月桂 酸二丁基锡0.06g加入100ml丙酮中，在80℃下进行反应3小时，使用红外光谱 仪测试化合物，当2275cm-1
上的异氰酸酯吸收峰消失时，反应终止；
[0026]
(3)在80℃下，取第二步制备好的异氰酸酯丙烯酸乙酯接枝的巯基改性的玉 米油0.1mol缓慢滴加到0.3mol异佛尔酮二异氰酸酯中，滴加时间为3小时，继 续保温5小时，使用滴定方式确定nco含量，合格后，真空脱出丙酮，得到可 双重固化的大豆油改性异氰酸酯固化剂。
[0027]
实施例2：
[0028]
(1)分别将玉米油0.3mol、3-巯基-1，2-丙二醇1.2mol、光引发剂(uv1173) 0.1g及二氯甲烷100ml加入反应瓶中，于室温搅拌状态下，使用1.8mw/cm2紫 外灯照射8小时，确保玉米油上的不饱和双键与巯基化合物反应，使用红外光谱 仪测试化合物，当波长1760cm-1
上的不饱和碳碳双键吸收峰消失时，水洗出去 过量的巯基化合物，旋蒸除去二氯甲烷得到
巯基改性的玉米油，使用氯化钙干燥 过夜备用；
[0029]
(2)取得到的巯基改性的玉米油0.2mol、异氰酸酯丙烯酸乙酯0.7mol、月桂 酸二丁基锡0.06g加入100ml丙酮中，在80℃下进行反应3小时，使用红外光谱 仪测试化合物，当2275cm-1
上的异氰酸酯吸收峰消失时，反应终止；
[0030]
(3)在80℃下，取第二步制备好的异氰酸酯丙烯酸乙酯接枝的巯基改性的玉 米油0.1mol缓慢滴加到0.3mol异佛尔酮二异氰酸酯中，滴加时间为3小时，继 续保温5小时，使用滴定方式确定nco含量，合格后，真空脱出丙酮，得到可 双重固化的玉米油改性异氰酸酯固化剂。
[0031]
实施例3：
[0032]
(1)分别将菜籽油0.3mol、3-巯基-1，2-丙二醇1.3mol、光引发剂(uv1173) 0.1g及二氯甲烷100ml加入反应瓶中，于室温搅拌状态下，使用1.8mw/cm2紫 外灯照射16小时，确保玉米油上的不饱和双键与巯基化合物反应，使用红外光 谱仪测试化合物，当波长1760cm-1
上的不饱和碳碳双键吸收峰消失时，水洗出 去过量的巯基化合物，旋蒸除去二氯甲烷得到巯基改性的菜籽油，使用氯化钙干 燥过夜备用；
[0033]
(2)取得到的巯基改性的菜籽油0.2mol、异氰酸酯丙烯酸乙酯0.8mol、月桂 酸二丁基锡0.06g加入100ml丙酮中，在80℃下进行反应3小时，使用红外光谱 仪测试化合物，当2275cm-1
上的异氰酸酯吸收峰消失时，反应终止；
[0034]
(3)在80℃下，取第二步制备好的异氰酸酯丙烯酸乙酯接枝的巯基改性的玉 米油0.1mol缓慢滴加到0.4mol异佛尔酮二异氰酸酯中，滴加时间为3小时，继 续保温5小时，使用滴定方式确定nco含量，合格后，真空脱出丙酮，得到可 双重固化的菜籽油改性异氰酸酯固化剂。
[0035]
将实施例1-3所制备的可双重固化的植物油改性异氰酸酯固化剂以及对比样hdi三聚体固化剂，分别加溶剂pma稀释至固体份均为60%，与市售羟基丙烯酸乳液（兴丰化学b18羟基丙烯酸分散体：羟基含量3.8% 固体份：50%)进行白漆配制，搭配测试活化期、光泽、耐性，所得结果如下：
编号实施例1 实施例2实施例3对比样活化期（常温4小时）光泽变化＜5%，ku粘度变化＜8%光泽变化＜5%，ku粘度变化＜8%光泽变化＜5%，ku粘度变化＜8%光泽变化＜15%，ku粘度变化＜17%光泽（
°
）9392.593.189耐水性（常温168h）okokokok耐酸性（5%硫酸72h）okokokok耐碱（5%氢氧化钠72h）okokokok
在涂层固化期间，使用紫外灯进行双重固化后，再次进行性能测试，所得结果如下：编号实施例1 实施例2实施例3对比样耐水性（常温360h）okokok
×
耐酸性（5%硫酸168h）okokok
×
耐碱（5%氢氧化钠168h）okokok
×
由上述结果对比可知，本发明制得的可双重固化的植物油改性异氰酸酯固化剂，活性温和，活化期长，作为固化剂用于涂料产品，明显提升了施工开放时间、产品的光泽和耐水性也大大提升。
[0036]
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。