[發明專利]一種陽離子型水性聚酯丙烯酸酯光固化樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201910062281.6
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN109734885B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 聶俊;李三保;朱曉群
• 申請（專利權）人: 安慶北化大科技園有限公司
• 主分類號: C08G63/52
• 分類號: C08G63/52;C08G63/91
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 王亞洲

本發明公開一種陽離子型水性聚酯丙烯酸酯光固化樹脂，涉及高分子材料合成領域，基于基于對涂料用溶劑的大量排放和現有水性涂料的不耐水性的問題而提出的，其具有以下化學結構式：本發明還提供上述樹脂的制備方法，包括以下步驟：含羥基化合物與馬來酸酐反應，再與甲基丙烯酸縮水甘油酯開環氧反應，制備含有馬來酸酐雙鍵的不飽和聚酯丙烯酸酯樹脂，以活性仲胺與此類樹脂進行邁克爾加成反應，在聚酯丙烯酸酯聚合物鏈上引入叔胺結構，在通過季銨鹽化反應使其離子化，獲得陽離子型水性聚酯丙烯酸酯光固化樹脂，本發明的有益效果在于：所制備的樹脂可用于水性光固化體系或水性光交聯凝膠體系，形成致密的交聯網絡，為固化涂層提供良好的力學性能。

技術領域

本發明涉及高分子材料合成領域，具體涉及一種陽離子型水性聚酯丙烯酸酯光固化樹脂及其制備方法。

背景技術

隨著環境問題的日益嚴重以及國家環境保護的相關法律法規的相繼實施，對涂料用溶劑量的限制日益嚴格。從而為水性涂料的發展帶來契機。水性樹脂是水性涂料的重要組成部分，其結構和性能直接影響固化后涂層的性能。

光固化水性體系將光固化技術和水性涂料技術相結合。采用UV光引發樹脂聚合，固化成膜，同時采用水為稀釋劑，從而減少光固化固化體系中單體的用量，為改善涂層性能提供便利條件。目前的光固化水性樹脂多為水乳型的樹脂，即通過化學改性在光固化樹脂結構中引入適當的親水基團，使樹脂具有雙親性。再以相反轉法制備成水乳。此類自乳化型水性光固化樹脂結構中含有適量的親水基團，可保障乳膠粒的穩定性。樹脂以乳膠粒的形式分散于水相體系中。如采用二羥甲基丙酸(DMPA)制備的水性光固化聚氨酯丙烯酸酯樹脂。其分子結構中引入羧基，與三乙胺成鹽中和之后可使樹脂穩定分散于水相體系中，但高固含使體系穩定性降低，易發生沉降。增加樹脂結構中的親水性基團的含量，可以提高親水性，降低乳液粒徑，提高體系的穩定性。但是固化后涂層的耐水性顯著降低。

發明內容

本發明所要解決的問題在于現有的水性光固化聚氨酯丙烯酸酯樹脂穩定性較低，加入親水性基團的含量后易降低固化后涂層的耐水性。

本發明是采用以下技術方案解決上述技術問題的：

一種陽離子型水性聚酯丙烯酸酯光固化樹脂，其具有以下化學結構通式：

其中x＝1-4；n＝2-20；R為1-8個碳原子的烷基或烷氧基，R₁為烷氧基、烷基、芐基、雜環基中的一種，R₂為烷氧基、烷基、芐基、雜環基中的一種，R₃為乙基或丙基。

本發明還提供一種陽離子型水性聚酯丙烯酸酯光固化樹脂的制備方法，包括以下步驟：

(1)將含羥基化合物、馬來酸酐、甲基丙烯酸縮水甘油酯加入到反應體系中，加入催化劑和阻聚劑，升溫反應，制備得到聚酯甲基丙烯酸酯樹脂，將所制備的樹脂加入到石油醚中，洗滌，然后用NaOH溶液洗滌后，旋蒸烘干備用；

(2)冰浴條件下，向步驟(1)的反應產物中滴加仲胺類化合物，邊滴加邊攪拌，滴加完畢后升溫反應，滴加鹵代烷后，繼續反應；

(3)反應完畢后降溫，向反應體系中加入去離子水，配制成樹脂溶液。

優選的，所述含羥基化合物為含有1-8個碳原子的一元醇或多元醇。

優選的，所述含羥基化合物、馬來酸酐、甲基丙烯酸縮水甘油酯加入到反應體系的投料摩爾比分別為0.01-0.5：1.0：1.0。

優選的，所述一元醇為丙醇、正丁醇、異丁醇、正辛醇、新戊醇中的一種，當含羥基化合物為一元醇時，n_{(馬來酸酐)}:(n_{(羥基化合物)}+n_{(甲基丙烯酸縮水甘油酯)})為1.0:1.05-1.5。