[發(fā)明專利]一種丙烯酸酯改性環(huán)氧大豆油及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210105919.8
• 申請(qǐng)日: 2012-04-12
• 公開（公告）號(hào): CN102660387A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龐來興;曾賢健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州市博興化工科技有限公司
• 主分類號(hào): C11C3/00
• 分類號(hào): C11C3/00;C09D163/10;C09D11/10;C07D303/42
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛(wèi)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚合物材料領(lǐng)域，具體涉及一種丙烯酸酯改性環(huán)氧大豆油及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

高分子材料具有優(yōu)異的性能,在尖端技術(shù)、國(guó)防建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，它們成為現(xiàn)代科技和生活不可缺少不可替代的重要材料。目前大部分合成高分子材料采用的是不可再生的石油資源為原料,?已給環(huán)境帶來嚴(yán)重的問題。此外,據(jù)估計(jì)人類目前正以一種比自然產(chǎn)出速率快10萬倍的“非持續(xù)性”速率消耗石油資源。進(jìn)入21世紀(jì)后，節(jié)約資源和能源，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境平衡為主的綠色工業(yè)革命蓬勃興起，石油資源的高速消耗，逐漸增強(qiáng)了全球環(huán)境意識(shí)和社會(huì)關(guān)注度，可持續(xù)發(fā)展觀念及新的環(huán)境法規(guī)共同觸發(fā)了研究環(huán)境友好新產(chǎn)品和新工藝的熱潮。

生物基產(chǎn)品的主要成分來源于植物，屬可再生資源，使用生物基產(chǎn)品，人類可以減小對(duì)石油資源的依賴。大豆油作為生物可降解植物油其分布廣泛，資源豐富。天然的大豆油中的脂肪酸鏈含有較高的不飽和度，使其成為多種聚合反應(yīng)的理想單體。利用大豆油中碳碳不飽和鍵，研究人員對(duì)其進(jìn)行改性，得到環(huán)氧大豆油。目前，環(huán)氧大豆油被廣泛用作塑料增塑劑。

關(guān)于環(huán)氧大豆油的改性方法，包括采用丙烯酸類單體改性、聚氨酯改性及生物降解聚酯改性。關(guān)于丙烯酸類單體改性環(huán)氧大豆油，目前較多集中在直接采用丙烯酸進(jìn)行改性。然而，丙烯酸改性的環(huán)氧大豆油的附著性、柔韌性等方面均不十分理想，需要進(jìn)一步的改進(jìn)。解一軍等（《半酯法合成環(huán)氧丙烯酸酯型光敏涂料》，河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,31(2):?67-73）研究了丙烯酸羥乙酯和環(huán)氧大豆油之間的反應(yīng),產(chǎn)物的光敏性和涂膜性能都優(yōu)于丙烯酸和環(huán)氧大豆油直接合成的產(chǎn)物。

目前關(guān)于這種丙烯酸酯改性環(huán)氧大豆油的研究還比較少，有必要對(duì)其進(jìn)行更深入的研究，以豐富丙烯酸酯改性環(huán)氧大豆油的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種丙烯酸酯改性環(huán)氧大豆油。這種丙烯酸酯改性環(huán)氧大豆油應(yīng)用紙張印刷油墨配方中，可以顯著改善顏料的潤(rùn)濕性能和飛墨情況，進(jìn)一步豐富了丙烯酸酯改性環(huán)氧大豆油的應(yīng)用領(lǐng)域。

本發(fā)明的另一目的在于提供所述丙烯酸酯改性環(huán)氧大豆油的制備方法。

本發(fā)明的另一目的在于提供所述丙烯酸酯改性環(huán)氧大豆油的應(yīng)用。

本發(fā)明的上述目的通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種丙烯酸酯改性環(huán)氧大豆油，所述丙烯酸酯改性環(huán)氧大豆油由含有羥基的丙烯酸酯單體與酸酐反應(yīng)得到半酯中間體后，再與環(huán)氧大豆油反應(yīng)得到；

所述含有羥基的丙烯酸酯單體為丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸酯羥乙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、三羥甲基丙烷二丙烯酸酯或三羥甲基丙烷二甲基丙烯酸酯；

所述酸酐為苯酐（PTD）、丁二酸酐(SCA)、甲基六氫苯酐(MHHPA)、六氫苯酐或四氫苯酐。

作為一種最優(yōu)選方案，所述含有羥基的丙烯酸酯單體最優(yōu)選為丙烯酸羥乙酯，所述酸酐最優(yōu)選為甲基六氫苯酐。

所述丙烯酸酯改性環(huán)氧大豆油的制備方法，包括如下步驟：

（1）按含羥基丙烯酸酯單體與酸酐1.04~1.08:1的摩爾比混合，加入阻聚劑及催化劑，緩慢加熱至100~110℃進(jìn)行反應(yīng)，直至體系酸值不再發(fā)生變化；

（2）步驟（1）反應(yīng)完畢后，加入環(huán)氧大豆油，環(huán)氧大豆油的加入量為按環(huán)氧值與步驟（1）產(chǎn)物的實(shí)際酸值換算后的羧基摩爾比1.05~1.1:1；再補(bǔ)充步驟（1）的催化劑及對(duì)甲氧基苯酚，在100~120℃下反應(yīng)至酸值下降到5?mg/g，得到所述丙烯酸酯改性環(huán)氧大豆油。

所述阻聚劑是本領(lǐng)域常用的阻聚劑，用于防止丙烯酸酯單體在反應(yīng)過程中聚合導(dǎo)致凝膠的發(fā)生。

作為一種優(yōu)選方案，所述阻聚劑優(yōu)選為對(duì)甲氧基苯酚。

作為一種優(yōu)選方案，所述催化劑優(yōu)選為三苯基膦、三乙胺或N,N-二甲基芐胺。

作為一種優(yōu)選方案，步驟（1）中，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)。

作為一種優(yōu)選方案，步驟（2）中，反應(yīng)時(shí)間為5~6小時(shí)。

所述丙烯酸酯改性環(huán)氧大豆油在制備光固化涂料中的應(yīng)用。

更具體地，所述丙烯酸酯改性環(huán)氧大豆油可以作為制備紙張上光油涂料或紙張印刷油墨的配方。

所述丙烯酸酯改性環(huán)氧大豆油應(yīng)用于紙張上光油涂料時(shí)，可以改善漆膜的柔韌性、附著力或硬度。

所述丙烯酸酯改性環(huán)氧大豆油應(yīng)用于紙張印刷油墨時(shí)，除了可以改善固化膜的附著力以外，還可以改善顏料的潤(rùn)濕性以及顯著地減少飛墨的情況發(fā)生。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：