[發明專利]一種改性環氧丙烯酸酯預聚物、制備方法及應用

無效

• 申請號: 201110261803.9
• 申請日: 2011-09-06
• 公開（公告）號: CN102432463A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 朱紅軍;金銀;趙亮;劉媛媛;何廣科;宋廣亮
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C07C69/593
• 分類號: C07C69/593;C07C67/26;C09D4/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于改性環氧丙烯酸酯制備領域。具體涉及一種改性環氧丙烯酸酯的制備方法以及含該種預聚物的紫外光(UV)固化涂料。

技術背景

紫外光固化涂料是上世紀60年代末由德國拜耳公司開發的一種環保型節能涂料。由于它具備節省能源、固化速度快、涂膜質量高、無溶劑或只含少量溶劑，揮發量小等優點，以每年平均增長25％的速度持續增長，受到越來越多的人們關注。

預聚物是紫外光固化(UV)涂料的主體部分，它決定著UV涂料的基本性能。在眾多的預聚物中，雙酚A型環氧丙烯酸酯是輻射固化涂料工業中應用最為廣泛的一種，所形成的固化膜硬度高、光澤度高、抗張強度大、耐化學藥品性優異，但同時也存在脆性和柔韌性不好以及粘度高等缺點。環氧丙烯酸酯的粘度很高，常溫下為半固體膠狀，施工困難。通常需要用大量活性稀釋劑以降低涂料的施工粘度，但這樣降低涂料的性能。因此很多科研工作者對環氧丙烯酸酯光敏預聚體進行了改性。例如可以利用雙羥基化合物的羥基與部分的環氧基反應，然后用剩下的環氧基再與丙烯酸酯化反應來提高柔韌性[王孝科，田牧.柔性環氧丙烯酸酯光固化樹脂的研究.上海涂料，2008，46(2)：6-10]。此外，還可以通過胺改性提高固化速度，改善脆性和附著力[王合情，王波，肖衛東.十二胺改性環氧樹脂的研究.中國膠黏劑，2008，17(2)：35-38]；聚氨酯改性提高耐磨耐熱和彈性[Stefan?Oprea，Stelian?Vlad，Aurelian?Stanciu?et?al.Epoxy?urethane?acrylate.European?Polymer?Journal，2000，36(2)：373-378]；有機硅改性提高耐候性、耐熱性、耐磨性和防污性等[何敏，張煒，王曉潔.有機硅改性環氧丙烯酸酯的紫外固化研究.固體火箭技術，2002，25(1)：65-68]。本發明采用1，5-己二烯-3，4-二醇與烯丙基丁二酸酐的反應物對環氧丙烯酸酯進行改性，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低黏度柔韌性好的紫外光固化涂料。

發明內容

本發明的目的在于解決現有環氧丙烯酸酯的缺點，提供一種改性環氧丙烯酸酯的制備方法。通過該方法制得的光敏預聚物具有較低的黏度以及優異的柔韌性。

本發明的一種改性環氧丙烯酸酯預聚物，其結構通式為：

本發明所述的改性環氧丙烯酸酯預聚物的制備方法，包括如下步驟：

第一步將1，5-己二烯-3，4-二醇與烯丙基丁二酸酐摩爾比為1∶2.0-2.2，在0.4％-0.8％對甲苯磺酸的作用下，在60-90℃，反應4-6h制得端羧基預聚體4；第二步摩爾比為1∶2.0-2.2端羧基預聚體4與環氧樹脂E-51或E-44在催化劑三苯基膦作用下，在80-100℃，反應5-7h制得端羧基改性環氧樹脂6；第三步將端羧基改性環氧樹脂預聚物6與丙烯酸摩爾比為1.02-1.05∶1，在阻聚劑對苯二酚或對羥基苯甲醚和催化劑作用下，在100-120℃，反應3-4h制得改性環氧丙烯酸酯預聚物1。

所述的改性環氧丙烯酸酯預聚物可應用于紫外光固化涂料制備。

改性環氧丙烯酸酯預聚物的制備方法第三步所述的催化劑為三乙胺、三乙醇胺、四丁基溴化銨、四甲基氯化銨、N，N-二甲基芐胺中的一種或幾種。

所述的改性環氧丙烯酸酯預聚物用于紫外光固化涂料中，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??30％-45％

B.活性稀釋劑??????????????20％-35％

C.光引發劑????????????????5％-8％

D.其它助劑????????????????0.5％-1.2％

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

所述的光引發劑為安息香乙醚、苯偶酰二縮酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羥基環己基苯乙酮、二苯甲酮/三乙醇胺、二苯甲酮/丙烯酸酯活性胺中的一種或幾種。

所述的助劑為流平劑和消泡劑組成的混合物，其中流平劑為聚二甲基硅氧烷，聚甲基苯基硅氧烷和有機硅改性聚硅氧烷中的一種，消泡劑為聚醚改性有機硅類中的一種。