[發(fā)明專利]一種環(huán)氧大豆油基水性PUA樹(shù)脂乳液及UV LED固化薄膜和制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110013495.1
• 申請(qǐng)日: 2021-01-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112812253A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韋雙穎;李秀;蘇佳琦;劉莉;蔡夢(mèng)圓;馮斌;趙隆英;侯星州;張思博;賈曉柯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北林業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G18/34
• 分類號(hào): C08G18/34;C08G18/32;C08G18/67;C09D175/16
• 代理公司: 北京睿智保誠(chéng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發(fā)明屬于功能性樹(shù)脂技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供了一種環(huán)氧大豆油基水性PUA樹(shù)脂乳液的制備方法，包括如下步驟：將2,2?二羥甲基丙酸、異佛爾酮二異氰酸酯、丁二醇和丁酮在惰性氣氛下進(jìn)行反應(yīng)，得到第一反應(yīng)液；將第一反應(yīng)液、丙烯酸化環(huán)氧大豆油和丁酮進(jìn)行反應(yīng)，得到第二反應(yīng)液；將第二反應(yīng)液和季戊四醇三丙烯酸酯進(jìn)行反應(yīng)，得到第三反應(yīng)液；將第三反應(yīng)液和三乙胺進(jìn)行反應(yīng)，得到預(yù)聚體；將預(yù)聚體和水混合后進(jìn)行乳化，得到環(huán)氧大豆油基水性PUA樹(shù)脂乳液。本發(fā)明還提供了一種包含樹(shù)脂乳液的UV LED固化環(huán)氧大豆油基水性PUA樹(shù)脂薄膜及其制備方法。本發(fā)明的樹(shù)脂乳液的固化速度明顯提高，樹(shù)脂薄膜的力學(xué)性能、硬度顯著提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功能性樹(shù)脂技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)氧大豆油基水性PUA樹(shù)脂乳液及UVLED固化薄膜和制備方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)UV固化中，常用的光源中高壓汞燈存在能耗高、臭氧污染以及重金屬汞污染等缺點(diǎn)，從而限制了其應(yīng)用。近年來(lái)，兼顧了水性和紫外光固化兩種涂料優(yōu)點(diǎn)的水性UV固化木器涂料以其優(yōu)異的施工可操作性和環(huán)保性能，迅速成為了行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和關(guān)注熱點(diǎn)。水性聚氨酯丙烯酸酯(PUA)樹(shù)脂分子中含有碳碳雙鍵和氨基甲酸酯鍵，綜合了丙烯酸酯和聚氨酯兩種涂料的優(yōu)點(diǎn)，固化后具有較好的附著力、柔韌性、耐磨性和耐候性，是目前紫外光固化水性木器涂料中廣泛應(yīng)用的一類涂料。

傳統(tǒng)的PUA木器涂料一般采用石油基原料進(jìn)行合成，不僅造成了石油資源的日益枯竭還帶來(lái)了環(huán)境污染問(wèn)題，因此開(kāi)發(fā)環(huán)境友好的天然可再生材料具有重要意義。植物油(比如大豆油)作為一種產(chǎn)量大、易獲得、低成本的生物質(zhì)能源，因其具有甘油三酯結(jié)構(gòu)、易改性、易生物降解等特點(diǎn)，能夠參與較多反應(yīng)，降低了合成成本，有利于保護(hù)環(huán)境。但是，植物油具有柔軟的脂肪長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其制備的丙烯酸酯漆膜存在一定的缺陷，如硬度較低、力學(xué)性能較差、固化速度較慢等，限制了它的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。

因此，研究開(kāi)發(fā)一種低成本、無(wú)污染，同時(shí)提高漆膜的力學(xué)性能、固化速度、硬度的木器涂料用UV LED固化環(huán)氧大豆油基水性PUA樹(shù)脂具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種環(huán)氧大豆油基水性PUA樹(shù)脂乳液和UV LED固化環(huán)氧大豆油基水性PUA樹(shù)脂薄膜及其制備方法。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)UV汞燈光固化帶來(lái)的高能耗、高成本、環(huán)境污染的問(wèn)題，充分發(fā)揮了UV LED固化技術(shù)節(jié)能、環(huán)保、耐用、高效、可固化木制品復(fù)雜型面等優(yōu)勢(shì)，對(duì)提高涂裝效率、節(jié)能降耗、降低成本有積極的促進(jìn)作用。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種環(huán)氧大豆油基水性PUA樹(shù)脂乳液的制備方法，包括如下步驟：

1)將2,2-二羥甲基丙酸、異佛爾酮二異氰酸酯、丁二醇和丁酮在惰性氣氛下進(jìn)行反應(yīng)，得到第一反應(yīng)液；

2)將第一反應(yīng)液、丙烯酸化環(huán)氧大豆油和丁酮進(jìn)行反應(yīng)，得到第二反應(yīng)液；

3)將第二反應(yīng)液和季戊四醇三丙烯酸酯進(jìn)行反應(yīng)，得到第三反應(yīng)液；

4)將第三反應(yīng)液和三乙胺進(jìn)行反應(yīng)，得到預(yù)聚體；

5)將預(yù)聚體和水混合后進(jìn)行乳化，得到環(huán)氧大豆油基水性PUA樹(shù)脂乳液。

作為優(yōu)選，步驟1)所述2,2-二羥甲基丙酸、異佛爾酮二異氰酸酯、丁二醇和丁酮的質(zhì)量比為2.5～4.5:17～20:0.15～0.40:40～60；所述反應(yīng)的溫度為70～90℃，時(shí)間為1～2h。

作為優(yōu)選，步驟1)所述惰性氣氛為氮?dú)猓凰龇磻?yīng)在500～750r/min轉(zhuǎn)速下進(jìn)行。

作為優(yōu)選，步驟2)所述丙烯酸化環(huán)氧大豆油、丁酮和步驟1)所述2,2-二羥甲基丙酸的質(zhì)量比為20～25：10～20：2.5～4.5；所述反應(yīng)的溫度為70～90℃，時(shí)間為3.5～5.5h。