[發明專利]紫外光固化聚酯丙烯酸酯預聚物的制備方法

有效

• 申請號: 200910191824.0
• 申請日: 2009-12-08
• 公開（公告）號: CN101735441A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 喻蘭英;李新躍;張敬雨;李明田;羅宏
• 申請（專利權）人: 自貢拓力化工有限公司
• 主分類號: C08G63/91
• 分類號: C08G63/91;C08G63/60;C09D167/07;C09D11/10
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

技術領域

本發明涉及紫外光固化涂料制備最重要的原料之一-紫外光固化聚酯丙烯酸酯預聚物的制備方法，屬于化工材料技術領域。

背景技術

紫外光固化(UV固化)，是指在紫外光作用下，體系中的光敏物質發生化學反應產生活性碎片，引發體系中活性單體或低聚物的聚合、交聯，從而使體系由液態涂層瞬間變成固態涂層。自1967年德國拜爾公司研制出第一代UV固化涂料以來，UV固化技術在世界范圍內得到飛速發展，并迅速在電子、印刷、建筑、裝飾、醫藥、機械、化工及汽車等行業推廣應用。紫外光固化材料自70年代在國外商品化以來，一直保持8％～10％的高速增長。

UV固化材料屬于國家產業政策鼓勵發展的新材料范疇，具有傳統材料無可比擬的優點，符合“綠色環保”理念，適合大范圍推廣，進行規模化生產。如UV固化油墨不僅具有墨膜堅韌性高度、抗污、抗磨損和抗溶劑性等優點，而且具有UV良好的觸變性，在一定條件下可以進行冰花、折光、磨砂、皺紋等效果的處理，從而可進行高網線數的高精度印刷和特殊印刷；另外每分鐘數十至上百米的高固化運行速度，滿足了現代化大工業的生產要求；更為可貴的是固化油墨還具有100％的高固體含量、節約能源、安全、在生產和固化時無有機揮發物產生等品質，順應了當今社會環保和節能要求，是理想的綠色環保油墨。總之，UV油墨符合“5E”(Energy?saving，Ecology，Economics，Ease?of?application，Excellencefinish)原則，具有很好的應用和發展前景。

預聚物又稱低聚物或齊聚物，是指含有不飽和官能團的低分子聚合物，是UV油墨中最重要的組分，其性能對固化過程和固化膜的性質起決定作用。從結構上看，低聚物都為含有C＝C不飽和雙鍵的低分子樹脂，平均分子量約在幾百到幾千之間，大都為丙烯酸酯類樹脂。在UV固化油墨中最常用的齊聚物有環氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯以及堿溶性丙烯酸樹脂等。聚酯丙烯酸酯作為UV油墨配方中經常使用的一類主體樹脂(產品超支化紫外光固化聚酯丙烯酸酯齊聚物是主要用于高檔印刷行業如煙酒包裝的膠印油墨和調金油以及上光油的光固化油墨重要原料之一)，除提供較好的韌性，拉伸強度等物理機械性能外，還能改善基料對顏料的潤濕果，增強顏料體系對塑料、金屬印面的黏附力。美國Sartomer的CN2000系列聚酯丙烯酸酯就是主要針對UV固化油墨開發的。它們具有合適的親油-親水平衡，適用于UV平印油墨的調制。黏度較低的聚酯丙烯酸酯還可替代部分活性稀釋劑，增加油墨的流動性能。然而，國內對此類樹脂的施工應用主要依賴于進口，進口價格一般為每千克200～400元不等，偏高的價格和關鍵技術的壟斷嚴重阻礙了UV固化技術在我國的大面積推廣。

對于UV固化樹脂而言，其粘度對涂料的性能、流平時間及成本等有很大的影響。通常樹脂的粘度隨著齊聚體分子量的增加而增大，因此傳統的UV固化樹脂往往需要加入大量的活性稀釋單體來控制粘度，以獲得可以實際應用的配方。這樣不僅對固化膜的性能有很大的影響，而且亦增加了涂料產品的成本。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種紫外光固化涂料的主要原料-紫外光固化聚酯丙烯酸酯預聚物的制備方法，含有本方法制備的聚酯丙烯酸酯預聚物的紫外光固化涂料具有性能優良且經濟性好的特點，本方法得到的聚酯丙烯酸酯預聚物完全可以代替進口產品。

本發明的技術方案是這樣實現的：

紫外光固化聚酯丙烯酸酯預聚物的制備方法，它包括以下步驟：

(1)備料-按以下組分和摩爾比備料：已二酸∶1，4-丁二醇∶季戊四醇∶二羥甲基丙酸∶丙烯酸＝0.9～1.1∶0.4～0.6∶0.4～0.65∶0.7～0.8∶0.6～2.0，催化劑對甲苯磺酸為已二酸、1，4-丁二醇、季戊四醇和二羥甲基丙酸四種組分總質量的0.01～0.5％，阻聚劑對苯二酚為總反應物總質量的0.0001～0.1％；

(2)合成多羥基聚酯：將備好的己二酸、1，4-丁二醇、季戊四醇、二羥甲基丙酸和催化劑加入反應容器，在氮氣保護條件下加熱，邊加熱邊攪拌使加入的各組分充分溶解；升溫至125～140℃時回流反應，回流時間1～3h，然后分水；

(3)多羥基聚酯酯化：待反應容器降溫至100～110℃左右時，加入阻聚劑對苯二酚和丙烯酸，然后升溫，升溫至130～145℃時回流，回流時間1～3h，再分水，直至無水餾出，冷卻出料即得紫外光固化聚酯丙烯酸酯預聚物。