一种紫外光固化树脂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化工领域，设及一种固化剂，具体来说是一种紫外光固化树脂及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 紫外光固化是指在紫外线的福照下，液态涂料中的光引发剂受激发变为自由基或 阳离子，从而引发涂料中具有反应活性的物质间发生化学反应，最终导致体型结构的形成， 从而使涂料固化。按照紫外光固化树脂参加光固化交联过程中的反应机理，可W起把紫外 光固化树脂分为自由基型光固化树脂和阳离子型光固化树脂。自由基紫外光固化树脂都是 具有不饱和双键的低聚物，如丙締酷氧基、甲基丙締酷氧基、乙締基、締丙基等。按照自由基 聚合反应速率快慢排序:丙締酷氧基〉甲基丙締酷氧基〉乙締基〉締丙基。因此，自由基光固 化用的树脂主要是各类丙締酸树脂、丙締酸醋化的丙締酸醋树脂、聚氨醋丙締酸树脂、聚醋 丙締酸树脂、聚酸丙締酸树脂等。其中应用最多的是环氧丙締酸树脂、聚氨醋丙締酸树脂和 聚醋丙締酸树脂。
[0003] 《紫外光固化涂料用聚酷亚胺的合成研究》，中山大学化学与化学工程学院，杨翰， 王小妹，万彬使用均苯四甲酸二酢、3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烧、聚酸胺、马来 酸酢等合成了可光固化的半脂环族聚酷亚胺，并用FT-IR、NMR、UV-VIS等进行了表征。
[0004] 《紫外光固化环氧丙締酸醋新型复合涂料研究》广州邦固化学科技有限公司吕兴 军对环氧丙締酸醋的改性提出联合多种改性方法合成新型复合涂料的工艺，同时利用紫外 光固化新型复合涂料，根据新涂料的特点介绍了当前该涂料的应用。
[0005] 华南理工大学《塑料用聚醋型聚氨醋丙締酸醋光固化涂料性能研究及配方优化设 计》介绍了在最佳合成条件下，将自制的聚氨醋丙締酸醋(PUA)低聚物作为基础树脂应用在 紫外光固化涂料中，详细考察了低聚物、活性单体、引发剂对涂膜性能，主要包括附着力、硬 度、耐冲击性、耐磨性、柔初性、耐水煮性、耐腐蚀性的影响。在讨论了低聚物、活性单体、光 引发剂对涂膜性能影响的基础上，通过大量实验，不断调整涂料配方，最终获得了适用于塑 料基材、涂膜综合性能优良的涂料配方。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种紫外光固化树脂及其制备方法，所述的运种紫外光固 化树脂及其制备方法要解决现有技术中的固化剂固化速率慢的技术问题。
[0007] 本发明提供了一种紫外光固化树脂，其结构式如下所示，
[000引 其中R4，R5，R6为H、或者
f[0009] 进一步的，上述的紫外光固化树脂的结构式为：
[0010]
[0011] 本发明还提供了上述紫外光固化树脂的制备方法，
[0012] 1)先称取腰果酪酸醇，甲醒或者聚甲醒、丙締酸、甲基丙締酸、或者甲基丙締酸树 月旨;所述的腰果酪酸醇，甲醒或者聚甲醒，与丙締酸、甲基丙締酸、或者甲基丙締酸树脂的摩 尔比为1:1~1.2:1~1.5;
[0013] 2)在一个反应容器中加入催化剂量的浓硫酸，所述的浓硫酸的质量百分比浓度为 50~70%，然后加入腰果酪酸醇，甲醒或者聚甲醒，丙締酸、甲基丙締酸、或者甲基丙締酸树 月旨;升高溫度至60~75°C反应2~6小时；
[0014] 3)再用有第一机溶剂和水萃取，调节Kl到中性，再加入第二有机溶剂和水萃取，经 干燥后脱除溶剂得目标产物。
[0015] 进一步的，所述的第一有机溶剂为二氯甲烧，乙酸乙醋中的一种或者任意几种的 混合。
[0016] 进一步的，所述的第二有机溶剂为甲醇，乙醇，正下醇中的一种或者任意两种的混 么 n O
[0017] 进一步的，所述的腰果酪酸醇为一元醇，醇的碳链为1~30个烷基碳。
[0018] 上述紫外光固化树脂的制备方法的反应过程如下描述：
[0020] 其中，Ri,化，R3 为 H 或者OfcOH;
[0019-
[0021] M为W下屯种物质
[0022：
[0023] 本发明利用腰果酪酸醇，其结构；
其中n为0~30,先通过甲醒增加 到一定的分子量，再在浓硫酸催化作用下引入甲基丙締酸进行醋化，合成一种含有双键的 紫外光固化树脂。
[0024] 本发明通过设计配方及工艺，保证紫外光固化树脂具有一定的粘度，因为树脂是 主要的成膜物质，所W-定的粘度对光固化的结果有较大的影响。粘度较低分子量也偏低， 会影响成膜物的性能，粘度较高分子量偏大，合成过程中易凝胶化。同时，通过工艺和配方 确定光固化速率，因为光固化速率快可W减少光引发剂的用量，容易满足高效要求。
[0025] 本发明和已有技术相比，其技术效果是积极和明显的。本发明合成了一种新型的 紫外线固化树脂，涂膜耐溶剂性，耐水性，凝胶含量，摆杆硬度和拉伸强度都得到很大的改 进，具有很高的交联密度，较好的力学和化学性能，实验表明涂膜在12sUV福射固化之后凝 胶含量达到90%，运表明C = C聚合与交联的速率非常高，并且所得到的涂膜交联密度高、不 溶于溶剂丙酬。
【具体实施方式】 [00%] 实施例1
[0027] 将98%质量百分比浓度的浓硫酸268.8克，用去离子水136.2克稀释至65 %并冷却 至室溫，再依次加入腰果酪酸醇104.24克和甲醒30克，甲基丙締酸355.15克，缓慢升溫至65 °C反应4小时。再用二氯甲烧，水分S次萃取，用氨水调节PH到中性，再加入甲醇，水分S次 萃取。经干燥后脱除溶剂得目标产物。
[002引粘度20000mpa. S;60°C固含1OO% ;光固化速率（12SUV)30分钟；铅笔硬度4H;凝胶 含量95 %。
[0029] 实施例2
[0030] 将98%质量百分比浓度的浓硫酸268.8克，用去离子水136.2克稀释至65%并冷却 至室溫，再依次加入腰果酪酸醇122克和甲醒30克，甲基丙締酸355.15克，缓慢升溫至65°C 反应4小时。再用二氯甲烧，水分S次萃取，用氨水调节PH到中性，再加入甲醇，水分S次萃 取。经干燥后脱除溶剂得目标产物。
[0031] 粘度18000111口曰.3;60°(：固含100%;光固化速率（1251^)40分钟；铅笔硬度3山凝胶 含量92 %。
[0032] 实施例3
[0033] 将98%质量百分比浓度的浓硫酸268.8克，用去离子水136.2克稀释至65%并冷却 至室溫，再依次加入腰果酪酸醇104.24克和多聚甲醒30克，甲基丙締酸375.15克，缓慢升溫 至65°C反应4小时。再用二氯甲烧，水分S次萃取，用氨水调节PH到中性，再加入甲醇，水分 =次萃取。经干燥后脱除溶剂得目标产物。
[0034] 粘度24000mpa. S;60°C固含100% ;光固化速率（12SUV)25分钟；铅笔硬度4H;凝胶 含量94%。
[0035] 实施例4
[0036] 将98%质量百分比浓度的浓硫酸268.8克，用去离子水136.2克稀释至65%并冷却 至室溫，再依次加入腰果酪酸醇122克和多聚甲醒30克，甲基丙締酸375.15克，缓慢升溫至 65°C反应4小时。再用二氯甲烧，水分S次萃取，用氨水调节PH到中性，再加入甲醇，水分S 次萃取。经干燥后脱除溶剂得目标产物。
[0037] 粘度18000111口曰.3;60°(：固含100%;光固化速率（1251^)28分钟；铅笔硬度3山凝胶 含量90 %。
【主权项】
1. 一种紫外光固化树脂，其特征在于:结构式如下所示，其中R4，R5，R6为Η、η为0~30。2. 根据权利要求1所述的一种紫外光固化树脂，其特征在于:所述的紫外光固化树脂的 结构式为：3. 权利要求1所述的一种紫外光固化树脂的制备方法，其特征在于包括如下步骤： 1) 先称取腰果酚醚醇，甲醛或者聚甲醛，丙烯酸、甲基丙烯酸、或者甲基丙烯酸树脂;所 述的腰果酚醚醇，甲醛或者聚甲醛，与丙烯酸、甲基丙烯酸、或者甲基丙烯酸树脂的摩尔比 为1:1~1.2:10~150; 2) 在一个反应容器中加入催化剂量的浓硫酸，所述的浓硫酸的质量百分比浓度为50~ 70%，然后加入腰果酚醚醇，甲醛或者聚甲醛，丙烯酸、甲基丙烯酸、或者甲基丙烯酸树脂； 升高温度至60~75°C反应2~6小时； 3) 再用有第一机溶剂和水萃取，调节PH到中性，再加入第二有机溶剂和水萃取，经干燥 后脱除溶剂得目标产物。4. 权利要求3所述的一种紫外光固化树脂的制备方法，其特征在于:所述的第一有机溶 剂为二氯甲烷，乙酸乙酯中的一种或者任意几种的混合。5. 权利要求3所述的一种紫外光固化树脂的制备方法，其特征在于:所述的第二有机溶 剂为甲醇，乙醇，正丁醇中的一种或者任意两种的混合。6. 权利要求3所述的一种紫外光固化树脂的制备方法，其特征在于:所述的腰果酚醚醇 为一元醇，醇的碳链为1~30个烷基碳。
【专利摘要】本发明提供了一种紫外光固化树脂，其结构式如下所示，本发明还提供了上述紫外光固化树脂的制备方法，在一个反应容器中加入催化剂量的浓硫酸，所述的浓硫酸的浓度为50～70％，然后加入腰果酚醚醇，甲醛或者聚甲醛、丙烯酸、甲基丙烯酸、或者甲基丙烯酸树脂；升高温度至60～75℃反应；再用有第一机溶剂和水萃取，调节PH到中性，再加入第二有机溶剂和水萃取，经干燥后脱除溶剂得目标产物。本发明的紫外线固化树脂具有很高的交联密度，较好的力学和化学性能。
【IPC分类】C09D4/02, C07C69/54, C07C67/08
【公开号】CN105669446
【申请号】CN201511028214
【发明人】宋学良, 毕丽杰
【申请人】上海美东生物材料股份有限公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2015年12月31日