[發明專利]液體橡膠改性環氧丙烯酸酯預聚物及用于紫外光固化涂料的制備

無效

• 申請號: 200710190538.3
• 申請日: 2007-11-30
• 公開（公告）號: CN101200527A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發明（設計）人: 姚伯龍;楊同華;趙子千;羅侃;陳明清;宋洪昌
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C08F299/00
• 分類號: C08F299/00;C09D4/06
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所
• 代理人: 時旭丹;劉品超

技術領域

本發明涉及一種液體橡膠改性環氧丙烯酸酯預聚物的制備方法，以及含有該預聚物的紫外光(UV)固化涂料，屬于光敏樹脂及紫外光固化涂料技術領域。

背景技術

紫外光固化涂料是一種環保型節能涂料，有節約能源、無溶劑排放、安全低污染、固化速度快、涂層性能優異等優點，而成為新一代綠色化工產品。光敏樹脂是紫外光固化涂料中最重要的成分之一，涂層最終的性能，在很大程度上與它有關。環氧丙烯酸酯樹脂具有抗化學腐蝕、附著力強、硬度高、價格便宜等優點，用它作預聚物制備的涂料在紫外光照射下可發生光聚合或光交聯反應，它不僅固化速度快，而且涂膜性能優良，因此成為紫外光固化涂料中應用最多的感光性樹脂之一，近年來發展非常迅速，已被廣泛應用于各個領域，正逐步取代傳統木材、金屬等使用的涂料。然而，其固化物交聯密度大，呈三維網狀結構，很少有分子鏈的滑動(塑性形變)，結果導致脆性大、韌性差，這樣在很大程度上降低了其綜合性能。研究一種合適的方法對環氧丙烯酸酯樹脂進行改性，以克服上述缺點，成為國內外涂料界研究的方向。本發明選用馬來酸酐與端羥基液體橡膠的反應產物對環氧丙烯酸酯改性，并以此作為預聚物，配以活性稀釋劑和光引發劑等制備了一種具有一定手感和彈性的紫外光固化涂料。

發明內容

本發明的目的是提供一種液體橡膠改性環氧丙烯酸酯預聚物的制備方法，使得應用此預聚物制備的紫外光固化涂料具有良好的手感和彈性性能。

本發明的技術方案：一種液體橡膠改性環氧丙烯酸酯預聚物的制備方法，首先將端羥基聚丁二烯液體橡膠與馬來酸酐反應得到端羧基液體橡膠預聚體，再將該端羧基液體橡膠預聚體與環氧丙烯酸酯樹脂反應得到液體橡膠改性環氧丙烯酸酯預聚物；

(1)端羧基液體橡膠預聚體的制備：

端羥基聚丁二烯液體橡膠與馬來酸酐摩爾比為1∶2-2.5，在對甲苯磺酸催化劑作用下，對甲苯磺酸催化劑用量為端羥基聚丁二烯液體橡膠重量的0.1％-0.5％，控制溫度為100℃的條件下反應2-4h制得端羧基液體橡膠預聚體；

所述的端羥基聚丁二烯液體橡膠，平均分子量1000-4000，平均官能度2-3，羥值在0.5-2mmol/g；

(2)改性環氧丙烯酸酯預聚物的制備：

端羧基液體橡膠預聚體中羧基與環氧丙烯酸酯中的環氧基以等當量混合，在催化劑和阻聚劑存在下，聚合溫度在80-100℃，聚合時間在2-4h條件下，使上述預聚體與環氧丙烯酸酯樹脂反應制得液體橡膠改性環氧丙烯酸酯預聚物；

所用催化劑為四乙基溴化銨、四甲基氯化銨、三苯基膦、三甲基芐基氯化銨、三甲基芐基溴化銨中的一種。

所用阻聚劑為對苯二酚、對苯醌、酚噻嗪、β-苯基萘胺、對甲氧基苯酚、對叔丁基鄰苯二酚、1，1-二苯基-2-苦肼中的一種。

所用環氧丙烯酸酯是由環氧樹脂E51或E-44雙酚A型環氧樹脂與丙烯酸或甲基丙烯酸聚合制得。

用所述方法制備的預聚物制備成紫外光固化涂料的方法，涂料的各組分及重量百分比如下：

A.改性環氧丙烯酸酯預聚物????????????????35％-55％，

B.活性稀釋劑????????????????????????????35％-60％，

C.光引發劑??????????????????????????????3％-10％，

D.助劑??????????????????????????????????0.6％-1.2％，

所用活性稀釋劑為三縮丙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、辛戊二醇二丙烯酸酯、丙烯酸異辛酯中的兩種或幾種。

所用光引發劑為二苯甲酮/胺體系、苯偶酰二縮酮、安息香乙醚、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羥基-環己基苯乙酮、α，α-二甲基-α羥基苯乙酮、硫雜蒽酮類中的一種或幾種。

所用助劑包括流平劑、消泡劑；流平劑為氟改性丙烯酸酯類中的一種：荷蘭埃夫卡公司的EFKA3772，EFKA3277或EFKA3777；消泡劑為硅系或非硅系共聚物中的一種：荷蘭埃夫卡公司的EFKA2022，EFKA2721或EFKA2048；

制備工藝：按配方，準確稱取預聚物加入容器中，依次加入活性稀釋劑和助劑，混合5min；再加入光引發劑，混合3min即制得，避光儲存。

本發明的有益效果：利用本發明制備的改性環氧丙烯酸酯樹脂作為預聚物配制的紫外光固化涂料在木材、密度板、玻璃、陶瓷表面形成的涂層性能優異，有一定手感和彈性，增韌效果明顯，其柔韌性可從原來的2.0mm提高到0.5mm，而其它性能基本不變。