[發明專利]具有星型結構四官能團丙烯酸酯光固化樹脂及其合成方法

無效

• 申請號: 200710035103.1
• 申請日: 2007-06-12
• 公開（公告）號: CN101067724A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發明（設計）人: 賀迅;曾光明;單文偉;湯琳;范燃;潘東營
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G03F7/027
• 分類號: G03F7/027;G03F7/004
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所
• 代理人: 趙洪

技術領域

本發明涉及一種具有四官能團的星型結構的丙烯酸酯樹脂，可用于光固化型耐磨涂料。

背景技術

二十一世紀的涂料發展方向是全面推廣無污染環保涂料。環保涂料主要集中于水性涂料、高固體份涂料和光固化涂料。

現有的丙烯酸酯類光固化樹脂一般為線性結構，空間結構的很少，因而樹脂的穩定性不是很理想，耐磨性一般。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于克服丙烯酸酯類一般為線性的特點，引入具有四官能團空間結構的季戊四醇，提供一種穩定性好、機械性能優良、原料易得且價格低廉、用途廣、利于工業規模化生產的具有星型結構四官能團丙烯酸酯光固化樹脂，并且提供一種方法簡單、反應條件溫和、易控制、環保的合成方法。

本發明的具有星型結構四官能團丙烯酸酯光固化樹脂主要由季戊四醇、2，4甲苯二異氰酸酯(TDI)和丙烯酸羥乙酯加成反應而來的。

化學通式為：

其合成方法包括以下工藝條件：

(1)配料比：

季戊四醇∶2，4甲苯二異氰酸酯∶丙烯酸羥乙酯＝1mol∶4mol∶4～4.8mol；催化劑二月桂酸二丁基錫用量按質量比為丙烯酸羥乙酯的0.02％～0.08％；阻聚劑用量按質量比為丙烯酸羥乙酯的0.3％～1％；

(2)工藝過程及條件：

在10℃～70℃的溫度下將2，4甲苯二異氰酸酯加入到季戊四醇中反應50～100分鐘，取樣測試異氰酸根(NCO)含量達到20％～25％(質量濃度，下同)時，加入丙烯酸羥乙酯同時加入催化劑和阻聚劑，在0℃～100℃溫度下反應1～5小時，取樣測試異氰酸根(NCO)含量≤0.2％時，停止反應，出料。

合成反應原理如下：

這種樹脂在2，4甲苯二異氰酸酯的基礎上引進了四官能團的具有星型結構的季戊四醇，大大改善了樹脂的穩定性和耐候性，可以用作戶外；同時引進了雙鍵官能團，可以用作UV固化樹脂；2，4甲苯二異氰酸酯、季戊四醇、丙烯酸羥乙酯具有價格低廉、原料易得的特點。

產品外觀為無色透明高黏度液體，無毒，無味，無刺激；其結構中含有碳碳雙鍵；用其配制的UV涂料可用于塑料、紙張、木材和金屬表面涂裝，涂膜表面豐滿，機械性能優良。

該合成方法簡單，反應條件溫和，易于控制，生產過程中無三廢產生，是一項典型的清潔生產工藝。

具體實施方式

實施例1：

2g的季戊四醇，加入250ml三口燒瓶中，加入10.2g?2，4甲苯二異氰酸酯(TDI)，控制溫度在40℃反應70分鐘，取樣測定NCO含量為22％，加入7.2g丙烯酸羥乙酯同時加入催化劑二月桂酸二丁基錫0.1g和阻聚劑對羥基苯甲醚0.5g，水浴控制在80℃溫度下反應1小時，取樣測試NCO含量為0.08％，停止反應，得到產品19.4g，產品澄清透明。

實施例2：

245g的季戊四醇，加入2000ml三口燒瓶中，加入1253.6g的2，4甲苯二異氰酸酯(TDI)，控制溫度在10℃反應100分鐘，取樣測定NCO含量為21％，加入835.4g的丙烯酸羥乙酯，同時加入催化劑二月桂酸二丁基錫0.2g和阻聚劑2，6-二叔丁基對甲酚2.5g。控制在60℃反應2小時后測定NCO含量為0.1％，反應停止，得到產品2336.7g，產品澄清透明。

實施例3：

1kg的季戊四醇，加入20L中試反應釜中，加入5.11kg?2，4甲苯二異氰酸酯(TDI)，控制溫度在55℃反應60分鐘，取樣測定NCO含量為24％，加入4kg丙烯酸羥乙酯同時加入催化劑二月桂酸二丁基錫0.002kg和阻聚劑三苯基膦0.02kg，控制在50℃溫度下反應2小時，取樣測試NCO含量為0.15％，停止反應，得到產品10.13kg，產品澄清透明。

實施例4：

136.15kg的季戊四醇，加入2000L工業反應釜中，加入696.64kg的2，4甲苯二異氰酸酯(TDI)，冷卻后，控制溫度在30℃反應90分鐘，取樣測定NCO含量為23％，加入557kg的丙烯酸羥乙酯，同時加入催化劑二月桂酸二丁基錫0.44kg和阻聚劑對苯二酚5.5kg。控制在40℃反應5小時后測定NCO含量為0.2％，反應停止。得到產品1395.7kg，產品澄清透明。