[發(fā)明專利]一種水性光固化樹脂的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810185874.7
• 申請(qǐng)日: 2018-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN108329453B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝寒;李有明;劉文成;溫名輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江陰市廣豫感光材料有限公司
• 主分類號(hào): C08G18/67
• 分類號(hào): C08G18/67;C08G18/32
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

本發(fā)明公開了一種水性光固化樹脂的制備方法，先用含有環(huán)氧基團(tuán)的甲基丙烯酸酯分別與丙烯酸和丙烯酰氯反應(yīng)，合成二丙烯酸酯?單甲基丙烯酸酯單體；再用多異氰酸酯在室溫下與二硫醇反應(yīng)，得到末端為巰基的硫代聚氨酯預(yù)聚體，然后與二丙烯酸酯?單甲基丙烯酸酯單體和二丙烯酸酯反應(yīng)，最后用巰基羧酸引入親水基團(tuán)，得到硫代聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體；用中和劑中和后，加入去離子水高速分散，得到水性光固化樹脂分散體。本發(fā)明制備方法反應(yīng)條件溫和，轉(zhuǎn)化率高，可有效防止丙烯酸酯雙鍵的膠化反應(yīng)；高分子鏈側(cè)基上帶有的大量可聚合基團(tuán)可有效提高交聯(lián)密度，得到性能優(yōu)異的固化膜。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水性光固化樹脂的制備方法，利用巰基與異氰酸酯和雙鍵的加成反應(yīng)來(lái)制備在水中可分散的光固化樹脂，屬于水性光固化樹脂領(lǐng)域。

背景技術(shù)

水性樹脂以水作為溶劑，避免使用有機(jī)溶劑，消除了施工時(shí)火災(zāi)的危險(xiǎn)性，降低對(duì)大氣的污染；涂裝工具可用水清洗，大大減少清洗溶劑的消耗。水性樹脂由于揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的含量低，綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在涂料、油墨領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

水性光固化樹脂是利用水性樹脂合成技術(shù)得到的在紫外光輻照下可發(fā)生化學(xué)交聯(lián)的一種樹脂，這一類樹脂的揮發(fā)性有機(jī)化合物含量低、粘度低；分子鏈上帶有親水基團(tuán)，不需要使用外加的小分子乳化劑；可以在紫外光輻照下進(jìn)行快速固化，固化膜具有較高的交聯(lián)密度，以及優(yōu)異的耐刮擦性和機(jī)械性能。目前的水性光固化樹脂通常是由二異氰酸酯與二元醇反應(yīng)得到：使用聚酯或聚醚二元醇可以引入軟段；使用小分子多元醇引入硬段；雙羥甲基丙酸或雙羥甲基丁酸可以引入親水基團(tuán)；最后通常用含羥基的丙烯酸酯化合物引入光聚合基團(tuán)。

中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01511024824.3提出一種水性光固化樹脂的制備方法，采用二異氰酸酯、二元醇、多羥基羧酸、羥基丙烯酸、阻聚劑和三乙胺為主要原料合成水性光固化樹脂，根據(jù)溫度和反應(yīng)時(shí)間來(lái)控制整個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程。該制備方法中，在反應(yīng)后期，異氰酸酯基團(tuán)的活性大大下降，因而只能通過(guò)延長(zhǎng)時(shí)間來(lái)獲得較高的轉(zhuǎn)化率，但這樣也極易導(dǎo)致丙烯酸酯的聚合反應(yīng)，使得整個(gè)體系發(fā)生凝膠。

中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01710028033.0提出了一種水性聚氨酯光固化樹脂的合成工藝：多異氰酸酯分別與小分子多元醇，聚合物多元醇，二羥甲基丁酸和含活性氫丙烯酸單體反應(yīng)，使用N-甲基吡咯烷酮或N-乙基吡咯烷酮作為溶劑，得到兩種不同的水性聚氨酯預(yù)聚體，然后以不同的比例混合得到水性聚氨酯光固化樹脂。該方法使用了高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑N-甲基吡咯烷酮或N-乙基吡咯烷酮，不僅會(huì)降低水性樹脂的干燥速率，而且還會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生較大的毒害作用。

此外，這些方法通常在分子鏈的末端引入丙烯酸酯基團(tuán)，聚合物鏈的中間無(wú)法進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)，進(jìn)而限制了固化膜的交聯(lián)密度，機(jī)械性能提升有限。

發(fā)明內(nèi)容

為了避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，本發(fā)明旨在提供一種水性光固化樹脂的制備方法。本發(fā)明制備方法反應(yīng)條件溫和，所有反應(yīng)都不需要加熱，可有效防止丙烯酸酯雙鍵發(fā)生聚合；而且反應(yīng)活性高，產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率高。同時(shí)，由于分子量的側(cè)基上帶有大量可聚合基團(tuán)，可有效提高交聯(lián)密度，得到硬度較高，柔韌性較好的固化膜。

本發(fā)明水性光固化樹脂的制備方法，先用含有環(huán)氧基團(tuán)的甲基丙烯酸酯分別與丙烯酸和丙烯酰氯反應(yīng)，合成二丙烯酸酯-單甲基丙烯酸酯單體；再用多異氰酸酯在室溫下與二硫醇反應(yīng)，得到末端為巰基的硫代聚氨酯預(yù)聚體，然后與二丙烯酸酯-單甲基丙烯酸酯單體和二丙烯酸酯反應(yīng)，最后用巰基羧酸引入親水基團(tuán)，得到硫代聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體；用中和劑中和后，加入去離子水高速分散，得到水性光固化樹脂分散體。

本發(fā)明水性光固化樹脂的制備方法，包括如下步驟：

步驟1：二丙烯酸酯-單甲基丙烯酸酯單體的合成