一种恶唑烷甲基丙烯酸酯类光固化单体、其制备方法及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种恶唑烷甲基丙烯酸酯类光固化单体、其制备方法及其应用，克服了现有技术中的光固化单体无法同时保障涂膜的附着力和硬度、耐抗性等应用性能的缺陷。恶唑烷甲基丙烯酸酯类光固化单体，其结构式为：其中，R1和R2均为氢或者任选的C1-C4的烷基，R3为任选的C1-C8的烷基，R4为氢或者甲基。本发明恶唑烷甲基丙烯酸酯类光固化单体为具有低粘度低体积收缩的单官能度光固化单体，为应用于塑料的特殊单官能度光固化单体，具有低粘度10-40mPa.s、高分子量低迁移、低体积收缩率以及可调的柔性和挠性，所制备的涂料层硬度高，耐化学性和附着力优异，对塑料有优良的附着力和良好的粘接性能。
【专利说明】-种恶睡烧甲基丙婦酸醒类光固化单体、其制备方法及其 应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种恶哇焼甲基丙帰酸醋类光固化单体、其制备方法及其应用，属于 感光高分子材料领域。
【背景技术】
[0002] 塑料是当今社会应用十分广泛的高分子材料，但塑料类产品普遍存在抗划性能 差、耐磨性不足等缺点，因此塑料制品的表面装饰和强化就尤为重要。采用涂料对塑料表面 进行涂装，可W起到良好的保护作用，防止机械磨损，提高抗划伤性能；可W赋予塑料表面 多种装饰效果，如高光、亚光、键纹等；也可W给塑料带来很多功能效果，如放静电、防反射、 防指纹等。传统的干燥型溶剂涂料，有溶剂易挥发、污染环境；生产效率低，设备占用空间 大；烘烤设备能耗大，塑料易变形等缺点，UV塑料涂料正好能较完美的解决上述溶剂涂料 存在的问题，近年来得到了快速的发展。
[0003] 塑料不同于木材和纸张，是一种非吸收性基材，它不能依靠涂料向基材中的渗透 产生各种机械销合达到附着的目的。与同为非吸收性基材的金属相比，塑料属于"惰性"材 料，表面几乎不存在能与涂层中各组分发生反应的活性点，也就不能形成达到有效附着所 需的化学键。因此塑料与UV涂料之间的附着是相当困难的，通常只能依靠涂层与塑料表面 之间通过极微弱的分子间的作用力而产生相互吸附。该就要求UV塑料涂料必须具有较低 的表面张力和良好的对基材的润湿能力。
[0004] 塑料件结构一般有一定的复杂性，固不能用淋涂、親涂施工，大多采用喷涂施工， 特别考虑到粘度问题，该需要用大量的单体来降低粘度，当用环氧丙帰酸醋及多官能单体 在固化时，涂层密度随双键消耗而增高，造成了体积收缩，产生内应力，从而导致固化膜对 基材的附着力变差；有研究表明添加单官能的单体可减少固化时的收缩，提高涂膜对底材 的黏附性能，但现有的单官能的单体会使涂膜的硬度呈下降趋势，总之，常见的单官能团活 性单体低交联密度，影响了光固化后的涂膜性能，交联密度多官能团的光活性单体容易引 起较大的体积收缩等问题，即现有无论是单官能的单体还是多官能团的单体均无法同时保 障涂膜的附着力和硬度、耐抗性等应用性能。因此，设计及开发同时具有稀释力强，低表面 张力、低体积收缩率、有溶胀塑料能力，并且固化后涂膜具有较好的硬度与耐抗性的新型功 能性光固化活性单体对塑料表面的光固化材料的应用具有重要意义。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了一种恶哇焼甲基丙帰酸醋类光固化单体、其制备方法及其应用，克 服了现有技术中的光固化单体无法同时保障涂膜的附着力和硬度、耐抗性等应用性能的缺 陷。
[0006] 为解决上述技术问题，本实发明采用如下技术方案：
[0007] -种恶哇焼甲基丙帰酸醋类光固化单体，其结构式为：
[0008]
【权利要求】
1. 一种恶唑烷甲基丙烯酸酯类光固化单体，其特征在于：其结构式为：
其中，R1和R2均为氢或者任选的C1-C4的烷基，R 3为任选的C1-C8的烷基，R4为氢或者 甲基。
2. 权利要求1所述的恶唑烷甲基丙烯酸酯类光固化单体的制备方法，其特征在于：包 括顺序相接的如下步骤： A、 用含链烷的二元醇胺与醛类化合物在催化剂作用下回流反应，采用带水溶剂共沸出 去反应生成水，反应生成含取代基的恶唑烷一元醇中间产物，其中，含链烷的二元醇胺、醛 类化合物和催化剂的摩尔比为（100-130) : (100-105) :3 ; B、 中间产物恶唑烷一元醇与丙烯酸酰氯或甲基丙烯酸酰氯反应，即得，恶唑烷一元醇 与丙烯酸酰氯或甲基丙烯酸酰氯反应不需加其它溶剂。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤A中，含链烷的二元醇胺为二乙醇胺或 羟基a位含C1-C4取代基的二乙醇胺；醛类化合物为C2-C9的脂肪醛。
4. 如权利要求2或3所述的方法，其特征在于：步骤A中，催化剂为硫酸、磺酸、甲基磺 酸、乙基磺酸、苯磺酸或对甲苯磺酸中的一种或两种以上任意配比的混合物；带水剂为苯、 甲苯、C5烷烃或C6烷烃中的一种或两种以上任意配比的混合物，带水剂的用量为含链烷的 二元醇胺和醛类化合物质量和的40-60%。
5. 如权利要求2或3所述的方法，其特征在于：步骤A中，回流反应温度为60-120°C， 回流反应时间为6-14h。
6. 如权利要求2或3所述的方法，其特征在于：步骤B为，将丙烯酸酰氯或甲基丙烯酸 酰氯缓慢滴入恶唑烷一元醇中，滴加完毕后，室温下反应1-3小时，分离后即得，其中，丙烯 酸酰氯或甲基丙烯酸酰氯的摩尔用量为含链烷的二元醇胺摩尔数的1-1. 3倍。
7. 如权利要求2或3所述的方法，其特征在于：步骤B中，在反应中，加入摩尔用量为恶 唑烷一元醇摩尔数1-1. 3倍的低沸点胺类碱性物，其中，低沸点胺类碱性物为甲胺、乙胺、 二乙胺或三乙胺中的一种或两种以上任意配比的混合物。
8. 权利要求1所述的恶唑烷甲基丙烯酸酯类光固化单体的应用，其特征在于：恶唑烷 甲基丙烯酸酯类光固化单体的质量用量为涂料质量的5-25%。
9. 如权利要求8所述的应用，其特征在于：涂料的原料包括如下组分：恶唑烷甲基丙烯 酸酯类光固化单体5-25份，聚氨酯丙烯酸酯60-80份，引发剂3-5份，流平剂0. 5-1份，消 泡剂0. 1-0. 3份。
【文档编号】C07D263/04GK104341368SQ201410609837
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年11月3日 优先权日:2014年11月3日
【发明者】李光照, 陈娇, 李万忠, 崔轲 申请人:江苏开磷瑞阳化工股份有限公司