一种具有抗指纹功能的高耐磨UV树脂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有抗指纹功能的高耐磨UV树脂及其制备方法，该树脂的原料包括如下组份：异氰酸酯混合物、一端含有羟基的全氟聚醚醇、单端碳羟基聚硅氧烷和双端碳羟基聚硅氧烷的混合物、不含氟和硅的线型聚酯二元醇、含有聚氨酯结构的羟基丙烯酸酯以及聚氨酯反应催化剂；本发明专利技术通过组份之间的反应将全氟聚醚和有机硅链段同时引入UV树脂聚合物分子链中，利用氟硅分子的协同效应来降低树脂表面的摩擦系数和表面能，从而使得制备的UV树脂具有良好的抗指纹耐磨性能；同时通过在UV树脂聚合物分子链中引入较高含量的氨基甲酸酯来提高分子链的氢键含量，进而提高了分子链的内聚能，进一步提高了UV树脂的耐磨性能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有抗指纹功能的高耐磨UV树脂及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，尤其是涉及一种具有抗指纹功能的高耐磨UV树脂，并进一步涉及了一种制备该UV树脂的方法。
技术介绍
随着5G技术的迅猛发展，电子通讯设备等表面中塑料材料的利用率逐渐提高，并且大有替代现有玻璃、陶瓷和金属的趋势。但是塑料表面都不耐磨且易粘污，在实际应用中需要对其进行耐磨和抗污处理。UV涂料属于紫线固化涂料，它主要由低聚物、活性稀释剂、光引发剂和助剂等组成，其具有较高的硬度和良好的耐磨性能，涂覆在塑料表面可以提高其耐磨性能，而且UV涂料具有低温固化、节能、无污染、快速成膜和施工方便等特点，可有效避免生产过程中高温对电子产品材料造成损害。UV涂料的固化机理主要是丙烯酸酯官能团自由共聚反应，固化后漆膜表面存在大量的极性官能团，虽然具有较高的硬度，但是漆膜表面的表面张力高，水和油类物质极易在其表面铺展，因此UV涂料的表面非常不耐沾污。近年相继有研究人员提出在现有UV涂料中具有添加抗指纹功能的助剂来解决漆膜表面不耐污的问题，例如一篇申请号为CN200580014573.9的中国专利技术专利公布了一种具有抗污效果的全氟聚醚改性丙烯酸酯，将其添加至UV涂料中可以提高漆膜的耐污性能，但是该化合物与普通UV树脂的相溶性差，从而导致最终漆膜的耐磨性不佳。另外一篇申请号为US15029867的一篇美国专利公开了一种UV涂料用的抗指纹助剂，其可以让漆膜具有较高的抗指纹性和耐磨性，然而，该化合物仍然仅能做为一种功能助剂来使用，不能做为UV涂料配方中的主体UV树脂，因此漆膜最终体现出耐磨性也不佳，无法满足高耐磨性能要求。因此，有必要提供一种新的技术方案以克服上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可有效解决上述技术问题的具有抗指纹功能的高耐磨UV树脂及其制备方法。为达到本专利技术之目的，采用如下技术方案：一种具有抗指纹功能的高耐磨UV树脂，该树脂的原料包括如下组份：异氰酸酯混合物、一端含有羟基的全氟聚醚醇、含有单端碳羟基聚硅氧烷和双端碳羟基聚硅氧烷的混合物、不含氟和硅的线型聚酯二元醇、含有聚氨酯结构的羟基丙烯酸酯以及聚氨酯反应催化剂。优选的，所述一端含有羟基的全氟聚醚醇、含有单端碳羟基聚硅氧烷和双端碳羟基聚硅氧烷的混合物、不含氟和硅的线型聚酯二元醇以及含有聚氨酯结构的羟基丙烯酸四种组份中羟基的官能团摩尔数之和与异氰酸酯混合物中的异氰酸酯基的官能团摩尔数相等。优选的，所述异氰酸酯混合物包括：异氰酸酯基的官能度为3的异氰酸酯化合物；以及，异氰酸酯基的官能度为2的异氰酸酯化合物；所述一端含有羟基的全氟聚醚醇和单端碳羟基聚硅氧烷的分子摩尔数之和与异氰酸酯基的官能度为3的异氰酸酯化合物的分子摩尔数相等；所述异氰酸酯基的官能度为2的异氰酸酯化合物的分子摩尔数是双端碳羟基聚硅氧烷的分子摩尔数的2倍。优选的，所述异氰酸酯基的官能度为3的异氰酸酯化合物选自甲苯二异氰酸酯的三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯的三聚体和六亚甲基二异氰酸酯的三聚体中的一种或多种的组合；所述异氰酸酯基的官能度为2的异氰酸酯化合物选自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、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯和二苯甲烷二异氰酸酯中的一种或多种的组合。优选的，所述一端含有羟基的全氟聚醚醇具有如下式（1）或式（2）或式（3）或式（4）或式（5）或式（6）所示的结构：CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)nCF(CF3)CH2OH（1）；CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)nCF(CF3)CH2O(CH2CH2O)mH（2）;CF3CF2CF2O(CF2CF2CF2O)nCF2CF2CH2OH（3）；CF3CF2CF2O(CF2CF2CF2O)nCF2CF2CH2O(CH2CHO)mH（4）；CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)nCF(CF3)CO-X1-OH（5）；CF3CF2CF2O(CF2CF2CF2O)nCF2CF2CO-X1-OH（6）；上述式（1）-（6）中n为自然数且满足2≤n≤60；m为自然数且满足1≤m≤10；X1的结构式为-O-R1-OH或-NH-R-OH，R1为含有饱和碳氧链的二价烷基。优选的，所述含有单端碳羟基聚硅氧烷和双端碳羟基聚硅氧烷的混合物中：单端碳羟基聚硅氧烷的化学式如下式（7）所示：（7）；双端碳羟基聚硅氧烷，其化学式如下式（8）所示：（8）；其中，上述式（7）和式（8）中：R2和R3同为含有饱和碳氧链的一价烷基，其化学式为CqH2q-1,其中q为自然数且满足1≤q≤10；X2的结构式为CH2(CH2)cCH2OCH2(CH2)dCH2；a为自然数且满足2≤a≤100；b为自然数且满足2≤b≤100；c为整数且满足0≤c≤10；d为整数且满足0≤d≤10。优选的，所述不含氟和硅的线型聚酯二元醇选自脂肪族聚酯二元醇、脂环族聚酯二元醇和芳香族聚酯二元醇中的一种或多种的组合。优选的，所述脂肪族聚酯二元醇选自聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸二甘醇酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚己丙酯多元醇中的一种或多种的组合；所述脂环族聚酯二元醇结构单元中的脂肪环所对应的合成原料选自环己烷二甲醇、环己二醇、三环十二碳二甲醇、十二碳环烷二醇和螺环二醇中的一种或多种的组合；所述芳香族聚酯二元醇结构单元中的芳香环所对应的合成原料选自聚苯二甲酸酐、甲基邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸、甲基邻苯二甲酸、对苯二酚双羟乙基醚和间苯二酚双羟乙基醚中的一种或多种的组合。优选的，所述含有聚氨酯结构的羟基丙烯酸酯的官能度至少为5。优选的，所述含有聚氨酯结构的羟基丙烯酸酯为小分子多元醇化合物与含有异氰酸酯基的丙烯酸酯化合物的等摩尔比加成反应物。优选的，所述小分子多元醇化合物选自丙三醇、丁三醇、己三醇、双季戊四醇和三季戊四醇的一种或多种的组合。优选的，所述含有异氰酸酯基的丙烯酸酯化合物中异氰酸酯基的官能度为1。优选的，所述含有异氰酸酯基的丙烯酸酯化合物选自异佛尔酮二异氰酸酯与丙烯酸羟乙酯的等摩尔加成物、异佛尔酮二异氰酸酯与甲基丙烯酸羟乙酯的等摩尔加成物、2,4-甲苯二异氰酸酯与丙烯酸羟乙酯的等摩尔加成物、2,4-甲苯二异氰酸酯与甲基丙烯酸羟乙酯的等摩尔加成物、异佛尔酮二异氰酸酯与季戊四醇三丙烯酸酯的等摩尔加成物、2,4-甲苯二异氰酸酯与季戊四醇三丙烯酸酯的等摩尔加成物、异佛尔酮二异氰酸酯与双季戊四醇五丙烯酸酯的等摩尔加成物、2,4-甲苯二异氰酸酯与双季戊四醇五丙烯酸酯的等摩尔加成物、异氰酸酯乙基丙烯酸酯和异氰酸酯乙基甲基丙烯酸酯中的一种或多种的组合。本专利技术还提供一种制备上述具有抗指纹功能的高耐磨UV树脂的方法，包括如下工艺步骤：步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有抗指纹功能的高耐磨UV树脂，其特征在于：该树脂的原料包括如下组份：异氰酸酯混合物、一端含有羟基的全氟聚醚醇、含有单端碳羟基聚硅氧烷和双端碳羟基聚硅氧烷的混合物、不含氟和硅的线型聚酯二元醇、含有聚氨酯结构的羟基丙烯酸酯以及聚氨酯反应催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有抗指纹功能的高耐磨UV树脂，其特征在于：该树脂的原料包括如下组份：异氰酸酯混合物、一端含有羟基的全氟聚醚醇、含有单端碳羟基聚硅氧烷和双端碳羟基聚硅氧烷的混合物、不含氟和硅的线型聚酯二元醇、含有聚氨酯结构的羟基丙烯酸酯以及聚氨酯反应催化剂。


2.根据权利要求1所述的一种具有抗指纹功能的高耐磨UV树脂，其特征在于：所述一端含有羟基的全氟聚醚醇、含有单端碳羟基聚硅氧烷和双端碳羟基聚硅氧烷的混合物、不含氟和硅的线型聚酯二元醇以及含有聚氨酯结构的羟基丙烯酸四种组份中羟基的官能团摩尔数之和与异氰酸酯混合物中的异氰酸酯基的官能团摩尔数相等。


3.根据权利要求1所述的一种具有抗指纹功能的高耐磨UV树脂，其特征在于：所述异氰酸酯混合物包括：
异氰酸酯基的官能度为3的异氰酸酯化合物；
以及，异氰酸酯基的官能度为2的异氰酸酯化合物；
所述一端含有羟基的全氟聚醚醇和单端碳羟基聚硅氧烷的分子摩尔数之和与异氰酸酯基的官能度为3的异氰酸酯化合物的分子摩尔数相等；
所述异氰酸酯基的官能度为2的异氰酸酯化合物的分子摩尔数是双端碳羟基聚硅氧烷的分子摩尔数的2倍。


4.根据权利要求3所述的一种具有抗指纹功能的高耐磨UV树脂，其特征在于：
所述异氰酸酯基的官能度为3的异氰酸酯化合物选自甲苯二异氰酸酯的三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯的三聚体和六亚甲基二异氰酸酯的三聚体中的一种或多种的组合；
所述异氰酸酯基的官能度为2的异氰酸酯化合物选自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、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯和二苯甲烷二异氰酸酯中的一种或多种的组合。


5.根据权利要求1所述的一种具有抗指纹功能的高耐磨UV树脂，其特征在于：所述一端含有羟基的全氟聚醚醇具有如下式（1）或式（2）或式（3）或式（4）或式（5）或式（6）所示的结构：
CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)nCF(CF3)CH2OH（1）；
CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)nCF(CF3)CH2O(CH2CH2O)mH（2）;
CF3CF2CF2O(CF2CF2CF2O)nCF2CF2CH2OH（3）；
CF3CF2CF2O(CF2CF2CF2O)nCF2CF2CH2O(CH2CHO)mH（4）；
CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)nCF(CF3)CO-X1-OH（5）；
CF3CF2CF2O(CF2CF2CF2O)nCF2CF2CO-X1-OH（6）；
上述式（1）-（6）中n为自然数且满足2≤n≤60；m为自然数且满足1≤m≤10；X1的结构式为-O-R1-OH或-NH-R-OH，R1为含有饱和碳氧链的二价烷基。


6.根据权利要求1所述的一种具有抗指纹功能的高耐磨UV树脂，其特征在于：所述含有单端碳羟基聚硅氧烷和双端碳羟基聚硅氧烷的混合物中：
单端碳羟基聚硅氧烷的化学式如下式（7）所示：

（7）；
双端碳羟基聚硅氧烷，其化学式如下式（8）所示：

（8）；
其中，
上述式（7）和式（8）中：
R2和R3同为含有饱和碳氧链的一价烷基，其化学式为CqH2q-1,其中q为自然数且满足1≤q≤10；
X2的结构式为CH2(CH2)cCH2OCH2(CH2)dCH2；
a为自然数且满足2≤a≤100；
b为自然数且满足2≤b≤100；
c为整数且满足0≤c≤10；
d为整数且满足0≤d≤10。


7.根据权利要求1所述的一种具有抗指纹功能的高耐磨UV树脂，其特征在于：所述不含氟和硅的线型聚酯二元醇选自脂肪族聚酯二元醇、脂环族聚酯二元醇和芳香族聚酯二元醇中的一种或多种的组合。


8.根据权利要求7所述的一种具有抗指纹功能的高耐磨UV树脂，其特征在于：所述脂肪族聚酯二元醇选自聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸二甘醇酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚己丙酯多元醇中的一种或多种的组合；
所述脂环族聚酯二元醇结构单元中的脂肪环所对应的合成原料选自环己烷二甲醇、环己二醇、三环十二碳二甲醇、十二碳环烷二醇和螺环二醇中的一种或多种的组合；
所述芳香族聚酯二元醇结构单元中的芳香环所对应的合成原料选自聚苯二甲酸酐、甲基邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸、甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：张航文，徐涛，陈坤，卢德圣，
申请(专利权)人：太仓中化环保化工有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32