[發明專利]一種新的2官能度脂肪族環氧丙烯酸酯及其制備方法與應用

無效

• 申請號: 201410172448.1
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN104003872A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 張麗麗;胡劍飛
• 申請（專利權）人: 江蘇利田科技股份有限公司
• 主分類號: C07C69/54
• 分類號: C07C69/54;C07C67/26;C09D4/02;C09J4/02;C09D11/101
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 傅婷婷;徐冬濤

技術領域

本發明屬于材料領域，涉及一種2官能度脂肪族環氧丙烯酸酯及其制備方法與應用。

背景技術

隨著科學技術的迅速發展和環境保護法規對溶劑的嚴格限制，UV光固化高分子材料越來越受到人們的重視。UV光固化材料具有固化快、能耗低、污染少、效率高等優良性能，因而廣泛用于涂料、印刷以及電子工業等領域，近年來發展迅速。環氧丙烯酸酯(epoxy?acrylate，EA)是由含環氧基團的化合物和丙烯酸或甲基丙烯酸經開環酯化而制得，是一種重要的光固化低聚物，具有低刺激、固化速度快、高透明性、硬度高等優良性能，廣泛用于光固化油墨、涂料、膠粘劑等領域，在美國、日本、歐洲發達國家應用廣泛。近年來，隨著紫外光固化技術在我國的興起，新型光固化材料作為UV涂料、油墨、粘合劑的原料用途越來越廣，使用量在逐年增加。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的上述不足，提供一種2官能度脂肪族環氧丙烯酸酯。

本發明的另一目的是提供該2官能度脂肪族環氧丙烯酸酯的制備方法。

本發明的又一目的是提供該2官能度脂肪族環氧丙烯酸酯的應用。

本發明的目的可通過如下技術方案實現：

一種2官能度脂肪族環氧丙烯酸酯，通過如下方法制備得到：第一步反應：先由丁二酸酐(CAS?NO.108-30-5,中文別名：琥珀酸酐，分子式：C₄H₄O₃，分子量100.07)在催化劑、阻聚劑作用下與(甲基)丙烯酸羥乙(丙)酯反應制得含1個羧基的1官能度丙烯酸酯中間體(I)；第二步反應：中間體(I)與新戊二醇二縮水甘油醚(CAS:17557-23-2，分子式：C₁₁H₂₀O₄，分子量：216.27)在催化劑、阻聚劑的作用下制得2官能度脂肪族環氧丙烯酸酯(脂肪族環氧二丙稀酸酯)。

其中，以丙烯酸羥乙酯為例，第一步反應式為：

含1個羧基的1官能度丙烯酸酯中間體(I)優選通過以下步驟制備：(甲基)丙烯酸羥乙(丙)酯與丁二酸酐在催化劑作用下，在反應釜中于60℃-120℃反應1-6小時，然后冷卻至50℃以下，制得含1個羧基的1官能度丙烯酸酯中間體(I)；其中，(甲基)丙烯酸羥乙(丙)酯與第一步反應加入的丁二酸酐的摩爾比優選1:(0.8～1.5)。在本發明反應條件下，丁二酸酐開環生成1個羧基，當反應體系酸值下降至恒定，即丁二酸酐完全進行開環反應生成羧基，轉化率在99.9％以上。

所述第一步反應催化劑優選路易斯堿類、季銨鹽類、季鏻鹽類中的一種或兩種或兩種以上任意比例混和物；進一步優選自三乙胺、N,N-二甲基芐胺、N,N-二乙基芐胺、三苯基磷、三丁基磷、芐基三甲基氯化銨、芐基三乙基氯化銨、四甲基氯化銨、四乙基氯化銨、四丁基氯化銨、四甲基溴化銨、四乙基溴化銨、四丁基溴化銨、三苯基乙基溴化鏻、四丁基溴化鏻中的一種或兩種或兩種以上任意比例混和物；催化劑用量為(甲基)丙烯酸羥乙(丙)酯與丁二酸酐總質量的0.1wt％-2wt％。阻聚劑優選對羥基苯甲醚或對苯二酚，其用量為100-5000ppm。

第二步反應式：

所述的2官能度脂肪族環氧丙烯酸酯優選通過以下步驟制備：新戊二醇二縮水甘油醚與所制得的含1個羧基的1官能度丙烯酸酯中間體(I)在催化劑、阻聚劑作用下，于60℃-120℃反應1-10小時而制得所述的2官能度脂肪族環氧丙烯酸酯；其中，所述的新戊二醇二縮水甘油醚與與第一步反應加入的丁二酸酐的摩爾比為(0.45～0.55):1。

所述的2官能度脂肪族環氧丙烯酸酯進一步優選通過以下步驟制備：新戊二醇二縮水甘油醚與所制得的含1個羧基的1官能度丙烯酸酯中間體(I)在催化劑、阻聚劑作用下，于70℃-110℃反應3-9小時而制得所述的2官能度脂肪族環氧丙烯酸酯；其中，所述的新戊二醇二縮水甘油醚與與第一步反應加入的丁二酸酐的摩爾比為(0.47～0.53):1。

其中阻聚劑可以為對羥基苯甲醚或對苯二酚，其用量為100-5000ppm。