[發明專利]一種纖維素納米晶/聚酯丙烯酸酯復合UV固化樹脂的制備方法

在審

• 申請號: 202011429212.3
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112608662A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 李建波;潘學儀
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C09D167/06
• 分類號: C09D167/06;C09D7/65;C08G63/91
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 劉燕武

本發明涉及一種纖維素納米晶/聚酯丙烯酸酯復合UV固化樹脂的制備方法，包括以下步驟：(1)稱取L?丙交酯和ε?己內酯加入反應釜中，再加入多元醇和辛酸亞錫，在惰性氣體保護下反應，得到聚酯多元醇；(2)往聚酯多元醇中加入阻聚劑并預分散，隨后加入丙烯酸酐或甲基丙烯酸酐，繼續在惰性氣體下反應，反應結束后除去殘余小分子，得到含有多個丙烯酸酯官能團的聚酯丙烯酸酯樹脂；(3)再將聚酯丙烯酸酯樹脂預熱后，加入纖維素納米晶、UV光引發劑和活性稀釋劑，攪拌均勻，除氣泡，接著放入容器中封裝，即得到目的產物。與現有技術相比，本發明是一種優質的綠色環保型樹脂材料，在防水涂層方面有良好的應用前景等。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，涉及一種纖維素納米晶/聚酯丙烯酸酯復合UV固化樹脂的制備方法。

背景技術

紫外光固化技術在涂料、膠黏劑、微電子、齒科修復和生物材料等領域應用廣泛。高粘度是紫外光固化樹脂的普遍問題。傳統紫外固化樹脂配方中的大量加入活性稀釋劑以降低系統的粘度，但是低分子量的活性稀釋劑會導致大量揮發性有機化合物排放，對環境造成影響。此外，活性稀釋劑添加過多會降低固化后涂層的機械性能。因此，在減少活性稀釋劑使用量的同時降低UV固化體系粘度成為行業亟需解決的問題。Perocheau等(Journalof Coatings Technology and Research 2019,17(1),127-143.)通過引入超支化結構，有效降低了聚酯丙烯酸樹脂的粘度；Cui等(Polymer Bulletin,2016.73(2):571-585)分析了在分子鏈中引入了低分子量聚醚對樹脂粘度的影響，發現低分子量聚醚的引入可以有效降低樹脂粘度。低分子量聚醚體系的UV樹脂，雖然能有效降低樹脂粘度，但受限于聚醚材料較低的內聚力，其固化材料的力學強度卻普遍比較低。

由于受體系和結構方面的影響，紫外光固化涂料在力學性能、耐水性等方面與傳統溶劑型相比都存在一定差距。而在實際工業生產中，常存在高濕度環境，易導致材料的腐蝕與降解，因此亟需研發具有高機械和防水性能的涂層系統。

如中國專利CN1654553A公開了一種納米改性紫外光固化樹脂涂料的制備方法，該方法用溶膠－凝膠法制備納米氧化物(納米SiO₂,TiO₂)并進行表面處理，將預聚膠、潔性單體、光敏劑、引發劑、溶劑混合配制成紫外光固化樹脂涂料預聚膠，攪拌并經超聲分散加入改性的納米氧化物粒子，得納米改性紫外光固化樹脂涂料。所得的納米改性紫外光固化樹脂涂料的固化更徹底，漆膜的厚度更均，漆膜硬度高，耐熱性、耐磨性好。但與本發明的復合樹脂相比，其采用的無機納米粒子相容性較差，對于涂層的防水性能并無有效提高。

發明內容

本發明的目的就是為了提供一種纖維素納米晶/聚酯丙烯酸酯復合UV固化樹脂的制備方法，以生物基乳酸等為主體結構，通過無規共聚、并將星形分子結構引入樹脂中以降低粘度，并加入生物基纖維素納米晶進行復合，顯著提高材料的力學性能與疏水性，是一種優質的綠色環保型樹脂材料，在防水涂層方面有良好的應用前景。

本發明的樹脂，采用無規共聚的方式在分子鏈中引入聚乳酸和聚己內酯，通過聚己內酯組分降低樹脂的整體玻璃化轉變溫度，并通過星形支化結構降低分子鏈之間的纏繞進一步降低樹脂粘度；同時，本發明所述樹脂由于采用共聚結構，可以有效避免相容性問題；進一步地，本發明所述樹脂主體結構為內聚力更高的聚酯，因此固化后的力學性能極佳。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種纖維素納米晶/聚酯丙烯酸酯復合UV固化樹脂的制備方法，包括以下步驟：

(1)稱取L-丙交酯和ε-己內酯加入反應釜中，再加入多元醇和辛酸亞錫，在惰性氣體保護下反應，得到聚酯多元醇；

(2)往聚酯多元醇中加入阻聚劑并預分散，隨后加入丙烯酸酐或甲基丙烯酸酐，繼續在惰性氣體下反應，反應結束后除去殘余小分子，得到含有多個丙烯酸酯官能團的聚酯丙烯酸酯樹脂；