[發明專利]多官能度植物油基丙烯酸酯及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110249457.6
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN112920097B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 袁騰;黃錦清;肖亞亮;李小平;楊卓鴻
• 申請（專利權）人: 華南農業大學;武漢藍洋化工有限公司
• 主分類號: C07C319/16
• 分類號: C07C319/16;C07C319/20;C07C323/52;C09D4/02
• 代理公司: 鄭州知勁專利代理事務所(普通合伙) 41193
• 代理人: 韓松

本發明涉及一種多官能度植物油基丙烯酸酯的制備方法，采用油酸分別與巰基乙酸、硫代蘋果酸利用光點擊反應制備出具有脂肪酸長鏈的油酸基二元羧酸或油酸基三元羧酸，然后以此分別與甲基丙烯酸縮水甘油酯反應制備多官能度油酸基丙烯酸酯；再以植物油與硫代蘋果酸利用光點擊反應制備出植物油基多元羧酸，然后以此與甲基丙烯酸縮水甘油酯反應制備多官能度植物油基丙烯酸酯。本發明通過提高預聚物本身的官能度來增強固化膜的交聯密度，并通過調節油酸基多元丙烯酸的含量調節固化膜的交聯密度，從而增強固化膜的拉伸強度，增強其鉛筆硬度，增強其耐化學腐蝕性能，提高光固化膜柔韌性，將油酸和植物油這種來源豐富的生物基的原材料引入，減小了石化資源的在光固化涂料中的使用。

技術領域

本發明屬于UV固化材料領域，具體涉及一種多官能度植物油基丙烯酸酯及其制備方法和應用。

背景技術

UV固化涂料的主要組成成分包括低聚物、活性稀釋劑和光引發劑，其中，低聚物和活性稀釋劑的主要成分則大部分屬于丙烯酸酯類。丙烯酸酯按照官能度一般可分為二官能度、三官能度、六官能度和多官能度等，一般來說，增加丙烯酸酯的官能度能有效增加其交聯密度和提高固化速度，從而提高光固化膜的性能。然而，現在為止，UV固化涂料中的丙烯酸酯大部分來源于石油資源，由于石油資源短缺，石油基丙烯酸酯應用于涂料產業，價格較為昂貴，且石油基UV固化涂料不易被降解，很大程度上會造成環境污染，對生態環境造成一定程度的破壞。

植物油是一種可再生資源，是一種可大規模合成并能制備成化工產品與新能源產品的理想的代替資源。植物油分子結構中含有三條脂肪酸長鏈，且在不飽和植物油中的脂肪酸長鏈上含有不飽和碳碳雙鍵，能夠進行自身聚合或者能有效地進行化學改性，通過對不飽和植物油進行適當的化學改性，能有效地增加植物油的官能度。在一方面，通過化學改性增加其官能度，能夠提高植物油基丙烯酸酯的交聯密度，從而提高植物油基光固化膜的相關性能；另一方面，植物油在光固化涂料中的應用，能有效減少石油基丙烯酸酯在光固化涂料中的使用。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種多官能度植物油基丙烯酸酯的制備方法，通過提高預聚物本身的官能度來增強固化膜的交聯密度，并通過調節油酸基多元丙烯酸的含量調節固化膜的交聯密度，從而增強固化膜的拉伸強度，增強其鉛筆硬度，增強其耐化學腐蝕性能，提高光固化膜柔韌性，將油酸和植物油這種來源豐富的生物基的原材料引入，減小了石化資源的在光固化涂料中的使用。

為實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種多官能度植物油基丙烯酸酯的制備方法，包括如下步驟：

（1）將油酸、巰基乙酸和光引發劑（優選2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮）混合進行光化學反應（365nm波長的紫外光常溫照射5～8 h），得到油酸基二元羧酸。

優選的，所述油酸與所述巰基乙酸之間的摩爾比為1：（1～1.30）。

優選的，所述光引發劑用量為油酸和巰基乙酸總重量的3%～7%。

（2）將所得油酸基二元羧酸攪拌并升溫至55～65℃，加入叔銨鹽催化劑（優選N,N-二甲基乙醇胺），然后升溫至75～85℃并加入含有阻聚劑的甲基丙烯酸縮水甘油酯，反應1～2h，再將其升溫至85～95℃反應3～5h，得到油酸基二元丙烯酸酯；

優選的，所述油酸基二元羧酸中羧酸基團與所述甲基丙烯酸縮水甘油酯中環氧基之間的摩爾比為1：（1～1.05）。

優選的，所述叔銨鹽催化劑用量為所述油酸基二元羧酸重量的0.1%～3%。

優選的，所述阻聚劑的用量為所述甲基丙烯酸縮水甘油酯重量的0.01%～1%。

（3）將油酸、硫代蘋果酸和光引發劑（優選2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮）混合進行光化學反應（365nm波長的紫外光常溫照射5～8 h），得到油酸基三元羧酸。