[發(fā)明專利]一種低粘度高反應(yīng)活性低體積收縮的改性雙季戊四醇丙烯酸酯及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310393829.8
• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN103408464A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李光照;劉和清
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇開磷瑞陽化工股份有限公司
• 主分類號: C07C271/16
• 分類號: C07C271/16;C07C271/18;C07C269/06;C09D175/14
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司 32112
• 代理人: 李建芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低粘度高反應(yīng)活性低體積收縮的改性雙季戊四醇丙烯酸酯及其制備方法。

背景技術(shù)

光固化技術(shù)具有快速固化、節(jié)能省時、低溶劑釋放、固化溫度低、設(shè)備體積小、投資低等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域從最初的木材涂裝現(xiàn)已發(fā)展到塑料裝飾、金屬部件涂裝、醫(yī)療器械、電子元件、信息記錄介質(zhì)、感光印刷、塑性材料和光學(xué)纖維等多個工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，它主要以UV涂料、UV油墨、UV膠粘劑等形式出現(xiàn)。

紫外光固化材料由光敏預(yù)聚體（低聚物）、活性稀釋單體、光引發(fā)劑和各類添加助劑(顏填料、消泡劑等)組成。預(yù)聚體是紫外光固化體系的基礎(chǔ)樹脂，在整個體系中占有較大比例。活性稀釋劑是用來稀釋預(yù)聚體，使樹脂體系達(dá)到期望的粘度。預(yù)聚體和活性稀釋單體一起一般占整個固化體系質(zhì)量的90%以上，其中活性稀釋單體占40-60%。它們對整個體系的性能，如硬度、附著力、柔韌性、耐久性、耐磨性、拉伸強(qiáng)度、耐沖擊性、及耐老化性能等起著決定性作用。

性能優(yōu)異的光固化活性稀釋劑需要有低粘度，高反應(yīng)活性，低體積收縮率（提高基材附著力），低遷移率，低毒性等特性，傳統(tǒng)的單一的活性稀釋劑不能同時滿足上述性能，滿足了高反應(yīng)活性，低遷移率，低毒性，就不能滿足低粘度和低體積收縮率，大多數(shù)需要選擇兩種或者多種不同管能度的活性稀釋劑進(jìn)行搭配，以獲得綜合性能優(yōu)異的光固化產(chǎn)品配方。性能優(yōu)異的光固化低聚物則需要有低粘度、高光固化速率、低的體積收縮率、以及跟優(yōu)良的物理力學(xué)性能包括：硬度、柔韌性、耐磨性、拉伸強(qiáng)度、耐沖擊性、附著力、耐化學(xué)品性、耐黃變、光澤、顏料的潤濕性等。傳統(tǒng)的低聚物雖然具有低的體積收縮率，低遷移率，低毒性，但很難同時滿足低粘度和高反應(yīng)性，以及在滿足優(yōu)異的硬度、耐劃性和耐抗性等性能時，很難同時滿足抗沖擊性。

傳統(tǒng)的多官能團(tuán)丙烯酸酯活性單體，雖然具有光固化速率快，交聯(lián)密度大，涂層或者涂膜硬度高，耐抗性優(yōu)異，高沸點(diǎn)，低揮發(fā)等優(yōu)點(diǎn)，但其相應(yīng)具有脆性大，粘度高，稀釋性能差，體積收縮率大，附著力差，固化效率低，涂層或者涂膜抗沖擊性能差等缺點(diǎn)。傳統(tǒng)的丙烯酸酯低聚物或其組合物如環(huán)氧丙烯酸酯樹脂在用于UV可固化涂料應(yīng)用時表現(xiàn)出許多缺點(diǎn)，所得UV-固化的涂料或者涂膜傾向于脆性而不是撓性，并對大部分所需的應(yīng)用，對涂覆的底材缺乏足夠的粘合性。本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)沖擊試驗(yàn)來評價涂料的粘合性和撓性，比如，沖擊試驗(yàn)后涂料不層離表示至少具有最小可接受的粘合；如果涂料或者涂膜沖擊測試后的實(shí)驗(yàn)顯示出很少（或者沒有）可見裂縫，本領(lǐng)域技術(shù)人員將該涂料或膜視為至少具有最小可接受的撓性。此外，傳統(tǒng)的丙烯酸酯樹脂，特別是環(huán)氧丙烯酸樹脂，具有超過4Pa.s的粘度。較高的粘度使該類樹脂應(yīng)用于UV-可固化涂料中時，必須加入粘度相對較小的低分子量活性稀釋劑以降低涂料組合物的粘度至不超過4Pa.s的粘度和優(yōu)選不超過2.5Pa.s的室溫應(yīng)用粘度，低分子量活性稀釋劑雖然粘度低稀釋效果好，但大多具有低蒸汽壓、毒性和刺激性，在光照結(jié)束后仍會殘留在產(chǎn)品中，對環(huán)境及人體健康產(chǎn)生不良影響，并且成本高、操作復(fù)雜，所得產(chǎn)品易揮發(fā)遷移、損失大。

常見的雙季戊四醇丙烯酸酯，具有粘度大，稀釋性差，固化膜硬而脆，較高的體積收縮率影響附著力，抗沖擊性較差（撓性較差），柔韌性較差等缺點(diǎn)，對產(chǎn)品柔韌性，撓性以及產(chǎn)品應(yīng)用基材的吸附力或者粘性等方面有很大的缺陷。設(shè)計及開發(fā)出新型反應(yīng)性具有高的反應(yīng)活性、較低的粘度、高分子量低遷移、低體積收縮率以及可調(diào)的柔性和撓性等綜合性能優(yōu)異的單體和低聚物樹脂對拓展光固化材料的應(yīng)用領(lǐng)域及制備高性能的光固化材料具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種低粘度高反應(yīng)活性低體積收縮的改性雙季戊四醇丙烯酸酯及其制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種低粘度高反應(yīng)活性低體積收縮的改性雙季戊四醇丙烯酸酯，其結(jié)構(gòu)式為：

通式I

其中，R₁、R₂和R₃分別為氫或甲基；R₄、R₅和R₆分別為通式II、通式III、通式IV或通式V，但R₄、R₅和R₆不能同時為通式II；

通式II

通式III

通式IV

通式V