一种UV光固化组合物添加剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种UV光固组合物添加剂及其制备方法。添加剂制备的原料为含有聚醚多元醇基团的全氟聚醚、具有活性氢的基团和自交联性官能团的单体、一种非氟化交联剂该添加剂在一定条件下反应制得。该添加剂在固化前的保存稳定性优异，在固化后可为涂层提供优异的防水、防油、防污、抗指纹、耐摩擦性能。本发明专利技术主要用于防水、防油、防污、抗指纹、耐摩擦性能的涂层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化学合成中特种高分子材料
，尤其涉及一种UV光固化组合物添加剂及其制备方法。
技术介绍
UV光固化组合物是以紫外光为涂料固化能源，不需加热，可在纸张、塑料、皮革和木材等基材上迅速固化成膜。光固化涂料优点是固化时间短(几分之一秒到几分钟)、固化温度低、挥发份低，为省能源、省资源、无公害、高效率的涂料新品种。但是，常用的光固化涂料用于光学薄膜、光盘、电子设备的外装、光学镜片(有机玻璃)等表面时，存在着防水、防油、防污、抗指纹、耐摩擦效果差等缺点。为了克服以上不足之处，人们将全氟聚醚通过特殊分子设计和合成技术，将其引入UV光固化组合物中，取得了较好的效果。专利文献1公开了一种高能射线固化组合物，它包含由多异氰酸酯、PFPE-CH2OH和丙烯酸羟乙酯合成的具有多个不饱和键的氟化物。但是，该组合物中PFPE分子量较小，所述组合物形成的涂层在抗指纹、耐摩擦等方面还有所欠缺。专利文献2公开了一种含有全氟聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯的组合物，应用于转印片上可为其提供防污效果。专利文献3公开了一种具有(甲基)丙烯酰基的全氟聚醚聚氨酯添加剂以及硬涂料，该全氟聚醚聚氨酯添加剂为由多异氰酸酯、PFPE-COOH和丙烯酸羟乙酯合成的具有多个不饱和键的氟化物，可为涂层提供良好的耐磨差性和防污性。专利文献4公开了由多异氰酸醋、交联剂、HO-PFPE-OH和PFPE-OH构成的特定的氟化低聚氨基甲酸醋。该专利文献中还记载了可通过使用该氟化低聚氨基甲酸醋的水性分散液对建筑材料等的表面进行处理来形成具有防水防油性和耐污染性的保护被膜的内容。但是，这些所述保护膜在要求防水、防油、硬度、耐摩擦性能方面还不令人满意。专利文献1：CN101395191A专利文献2：CN102421580A专利文献3：CN200680009206.4专利文献4：日本特表昭57-500984号公报
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种UV光固化组合物添加剂及其制备方法，该添加剂在固化前的保存稳定性优异，在固化后可为涂层提供优异的防水、防油、防污、抗指纹、耐摩擦性能。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种UV光固化组合物添加剂，其特征在于所述添加剂为包括i)，ii)和iii)所示化合物反应所得，所述i)，ii)和iii)的化合物为：i)含有聚醚多元醇基团的全氟聚醚；ii)具有活性氢的基团和自交联性官能团的单体；iii)含NCO-基团的交联剂。含有聚醚多元醇基团的全氟聚醚i)，结构为PFPE-C(O)O-R-H，其中所述基团R为：-(CR1HCH2O)n-；-(CR1HCH2CH2O)n-；-(CH2CH2CH2CH2CH2O)n-；其中n为1-100的自然数，优选为10-50的自然数；R1可为：CH3-、CH3CH2-、CH3CH2CH2-、(CH3)2CH-。进一步的，所述全氟聚醚结构为：F(CF(CF3)CF2O)m(CF(CF3))p(OCF2)q-，且m为4-25的自然数，p为4-15的自然数，q为4-15的自然数。进一步的，所述ii)单体所具有的自交联性官能团为-CX＝CH2，其中X为H、F、CH3或CF3。进一步的，所述iii)交联剂为含有三个及三个以上NCO-基团的交联剂或为使二异氰酸酯自聚而得的多聚体。进一步的，所述添加剂有效成分具有下述结构：其中，n＝1，2，3；Y为O，S或NH。进一步的，所述添加剂有效成分结构为：一种UV光固化组合物添加剂的制备方法，其特征在于包括如下制备步骤：a)将所述交联剂iii)、催化剂、溶剂A混合，充分搅拌均匀，加热至反应温度；b)搅拌下向步骤a)的混合物中加入全氟聚醚i)和溶剂A的混合物，再次得到混合溶液；c)将步骤b)混合溶液在反应温度下反应4-10h；d)搅拌下向所述三口烧瓶中加入单体ii)和溶剂B的混合物，在反应温度下反应10-15h；e)反应结束后，将所述混合物冷却至室温，用溶剂B稀释至10-20％固含量。所述催化剂为有机锡、有机铝、有机锑的化合物；所述溶剂A为含氟的饱和碳氢化合物或氢氟醚类化合物；所述反应温度为40-60℃；所述溶剂B为步骤a)中所述溶剂A与亲水性有机溶剂的混合物，该亲水性有机溶剂所占比例为20-40％。本专利技术采用聚醚多元醇将全氟聚醚PFPE与其它官能团连接，其中聚醚多元醇中的烷氧基结构可赋予聚合物更好的柔性、在极性溶剂中更好的溶解性。同时，与其它单体链节起调节作用，可降低所形成界面的动摩擦系数，进一步改善添加剂的防水、防油、防污、抗指纹、耐摩擦性能。进一步，所述ii)组分所具有的自交联基团中还包含具有活性氢的基团，如羟基、巯基、胺基等。进一步，所述ii)具有活性氢的基团和自交联性官能团的单体可为以下结构：HO-CH2CH2OC(O)CH＝CH2；HO-CH2CH2OC(O)CF＝CH2；HO-CH2CH2OC(O)CCl＝CH2；HO-CH2CH2OC(O)C(CH3)＝CH2；HO-CH2CH2OC(O)C(CF3)＝CH2；HS-CH2CH2OC(O)CH＝CH2；HS-CH2CH2OC(O)CF＝CH2；HS-CH2CH2OC(O)CCl＝CH2；HS-CH2CH2OC(O)C(CH3)＝CH2；HS-CH2CH2OC(O)C(CF3)＝CH2；H2N-CH2CH2OC(O)CH＝CH2；H2N-CH2CH2OC(O)CF＝CH2；H2N-CH2CH2OC(O)CCl＝CH2；H2N-CH2CH2OC(O)C(CH3)＝CH2；H2N-CH2CH2OC(O)C(CF3)＝CH2。进一步，所述交联剂iii)为含NCO-基团的交联剂，为含有三个及三个以上NCO-基团的交联剂。进一步，所述交联剂为由二异氰酸酯反应得到的三聚体、四聚体、五聚体。进一步，所述二异氰酸酯可以为二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、异佛尔酮二异氰酸醋(IPDI)、对苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、己二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)等。作为二异氰酸酯的具体示例，二异氰酸酯不局限于以上化合物。进一步，步骤a)中所述溶剂A为含氟的饱和碳氢化合物；优选为碳链长度为2-10的含氟的饱和碳氢化合物，更优选为碳链长度为3-5的含氟的饱和碳氢化合物；例如：CF3CH2CFCl2、CF3CH2CCl3、CF3CH2CH2CF2Cl、CF3CH2CHClCHClCFCl2、CF3CHClCHClCFCl2、CF3CHFCCl3、CF3CHFCH2CH2CHFCFCl2、CF3CHClCHClCHCl2、CF3CHClCH2lCFCl2、CF3CHFCCl2CF2Cl、CF3CHClCH2CH2CHClCFC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种UV光固化组合物添加剂，其特征在于所述添加剂为包括i)，ii)和iii)所示化合物反应所得，所述i)，ii)和iii)的化合物为：i)含有聚醚多元醇基团的全氟聚醚；ii)具有活性氢的基团和自交联性官能团的单体；iii)含NCO‑基团的交联剂。其中所述含有聚醚多元醇基团的全氟聚醚i)，结构为PFPE‑C(O)O‑R‑H，所述基团R为：‑(CR1HCH2O)n‑；‑(CR1HCH2CH2O)n‑；‑(CH2CH2CH2CH2CH2O)n‑；其中n为10‑50的自然数，R1为：CH3‑、CH3CH2‑、CH3CH2CH2‑或(CH3)2CH‑。

【技术特征摘要】
1.一种UV光固化组合物添加剂，其特征在于所述添加剂为包括i)，ii)和iii)所示化合物
反应所得，所述i)，ii)和iii)的化合物为：
i)含有聚醚多元醇基团的全氟聚醚；
ii)具有活性氢的基团和自交联性官能团的单体；
iii)含NCO-基团的交联剂。
其中所述含有聚醚多元醇基团的全氟聚醚i)，结构为PFPE-C(O)O-R-H，所述基团R为：
-(CR1HCH2O)n-；
-(CR1HCH2CH2O)n-；
-(CH2CH2CH2CH2CH2O)n-；
其中n为10-50的自然数，R1为：CH3-、CH3CH2-、CH3CH2CH2-或(CH3)2CH-。
2.根据权利要求1所述一种UV光固化组合物添加剂，其特征在于所述全氟聚醚结构为：
F(CF(CF3)CF2O)m(CF(CF3))p(OCF2)q-，且m为4-25的自然数，p为4-15的自然数，q为4-15
的自然数。
3.根据权利要求1所述的一种UV光固化组合物添加剂，其特征在于所述ii)单体所具有的
自交联性官能团为-CX＝CH2，其中X为H、F、CH3或CF3。
4.根据权利要求1所述的一种UV光固化组合物添加剂，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：向德轩，汤艳，陈迪钊，舒友，
申请(专利权)人：怀化学院，
类型：发明
国别省市：湖南;43