一种抗氧阻效应的紫外光固化涂料及其制备方法与流程

本发明属于紫外光固化涂料领域，具体涉及一种具有抗氧阻效应的紫外光固化涂料及其制备方法。

背景技术：

紫外光固化技术是一项高效、节能与环保的新技术，自20世纪60年代德国Bayer公司开发了第一代紫外光固化涂料之后，一直保持着快速的发展，目前已广泛应用于涂料、油墨、粘合剂、印刷线路板、信息技术和生物医学等诸多领域。

紫外光固化涂料发展最为迅速，被广泛应用于建筑、家具、汽车等诸多领域。但在实际应用过程中，丙烯酸酯紫外光固化涂料，往往会出现表面不干或者表面出现白色分层的现象。这主要是因为丙烯酸酯固化过程中氧阻聚的影响。这一缺点严重限制，成为了制约紫外光固化技术向各行业推广应用的关键障碍。目前主要的解决方法为双重固化法，往往是采用紫外光-热固化或紫外光-湿固化。但其缺点主要在紫外光-热固化需要加热，紫外光-湿固化对湿度有一定的要求。

技术实现要素：

为了解决现有技术的缺点和不足之处，本发明提供一种抗氧阻效应的紫外光固化涂料。

本发明的另一目的在于提供上述抗氧阻效应紫外光涂料的制备方法，只需要一次光照即可实现固化。

本发明目的通过以下技术方案实现：

本发明提供一种抗氧阻效应的紫外光固化涂料，由以下按重量份数计的组分制备而成：

其中树脂与活性稀释剂总重量为100份。

所述的丙烯酸类树脂为环氧丙烯酸酯类树脂和聚氨酯丙烯酸酯类树脂中一种以上；所述的环氧丙烯酸类树脂为双酚A环氧丙烯酸树脂、双酚F环氧丙烯酸树脂或酚醛环氧丙烯酸树脂的一种以上，所述的聚氨酯丙烯酸酯类树脂为脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、芳香族聚氨酯丙烯酸树脂的一种或两种。

所述的活性稀释剂为己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯或丙氧基新戊二醇二丙烯酸酯中的一种以上。

所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-苯基丙酮-1、1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷、异丙基硫杂蒽酮(ITX)、二苯甲酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基丙酮-1(907)、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香丁醚和安息香异丙醚中的至少一种。

所述的巯基封端的超支化聚酯的制备方法，包括以下步骤：

将超支化聚酯、巯基乙酸、二甲氨基吡啶对甲苯磺酸盐(DPTS)与有机溶剂进行混合，加热回流分水，达到理论出水量后停止反应，去除有机溶剂，萃取，得到萃取相和萃余相；将萃余相中残余的萃取剂除去，得到巯基封端的超支化聚酯。

所述的超支化聚酯为超支化聚酯Boltorn H20、Boltorn H30、Boltorn H40中的一种以上。

所述超支化聚酯中羟基与巯基乙酸中巯基的摩尔比为1：(1.1～1.5)，所述DPTS用量为聚酯与巯基乙酸总质量的0.5～1.5％，优选为1.2％；

所述加热回流的温度为120～130℃；所述有机溶剂为甲苯、苯或环己烷；所述萃取的萃取剂为无水乙醇，所述萃取的次数为2～5次，所述超支化聚酯与有机溶剂的摩尔体积比为(0.05～0.1)mol：(100～200)mL；理论出水是指酯化完全后的出水量。

所述二甲氨基吡啶对甲苯磺酸盐(DPTS)通过以下方法得到：

将等摩尔量的4-二甲氨基吡啶和对甲苯磺酸分别溶解于热甲苯中后，混合搅拌，然后冷却至室温，析出白色固体，抽滤，干燥，得到二甲氨基吡啶对甲苯磺酸盐(DPTS)。所述混合搅拌的时间为15min～60min；所述干燥的温度为50～80℃。

所述抗氧阻效应的紫外光固化涂料通过以下方法得到：将丙烯酸树脂，活性稀释剂，光引发剂以及巯基封端的超支化聚酯混合均匀，得到抗氧阻效应的紫外光固化涂料。

由本发明的制备方法及所得到的具有抗氧阻效应的紫外光固化涂料有如下优点及有益效果：

(1)涂料制备简单，不需要复杂的设备；

(2)双键转化率明显增加，具有显著的抗氧阻性能。

附图说明

图1是本发明中对比例1与实施例1～2制备的涂料的双键转化图；对比例1：0％，实施例1：PU-5％，实施例2：PU-11％；

图2是本发明中对比例2与实施例3～4制备的涂料的双键转化图；对比例2：0％，实施例3：EP-5％，实施例4：EP-11％；

图3是本发明中对比例3与实施例5～6制备的涂料的双键转化图；对比例3：0％，实施例5：PF-5％，实施例6：PF-11％。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

以下实施例中的巯基封端的超支化聚酯通过以下方法制备：

(1)DPTS的制备：将等摩尔量的4-二甲氨基吡啶和对甲苯磺酸分别溶解于热甲苯中(80℃)后混合搅拌15min，然后冷却至室温，析出大量白色固体，将其抽滤及真空干燥(干燥的温度为50℃，干燥的时间为12h)后，得到白色晶体粉末即DPTS；

(2)巯基封端的超支化聚酯的制备

在装有机械搅拌、温度计、回流冷凝管和分水器的三口瓶中，加入8.75g超支化聚酯Boltorn H20(生产厂家为瑞典Perstorp AB公司，分子量1750，羟基数为16)，8.38g巯基乙酸，0.2g DPTS和100ml甲苯，油浴加热，120℃回流分水，达到理论出水量(理论出水是指酯化完全后的出水量)后停止反应，趁热减压蒸馏去除甲苯，将反应后的混合物用无水乙醇萃取，萃取三次，将萃余相合并，减压蒸馏脱去残余的少量乙醇，得到巯基封端的超支化聚酯H20-SH。

实施例1

一种抗氧阻效应的紫外光固化涂料通过以下方法得到：各组分以重量份数计：将80份脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂(其型号为3210，生产厂家为中山市科田电子材料有限公司)，20份己二醇二丙烯酸酯，3份2-羟基-2-甲基-苯基丙酮-1，5份巯基封端的超支化聚酯H20-SH，搅拌均匀即可得到涂料，记为PU-5％。

实施例2

一种抗氧阻效应的紫外光固化涂料通过以下方法得到：各组分以重量份数计：将80份脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂(其型号为3210，生产厂家为中山市科田电子材料有限公司)，20份己二醇二丙烯酸酯，3份2-羟基-2-甲基-苯基丙酮-1，11份巯基封端的超支化聚酯H20-SH，搅拌均匀即可得到涂料，记为PU-11％。

实施例3

一种抗氧阻效应的紫外光固化涂料通过以下方法得到：各组分以重量份数计：将80份双酚A环氧丙烯酸树脂(其型号为4210，生产厂家为中山市科田电子材料有限公司)，20份己二醇二丙烯酸酯，3份2-羟基-2-甲基-苯基丙酮-1，5份巯基封端的超支化聚酯H20-SH，搅拌均匀即可得到涂料，记为EP-5％。

实施例4

一种抗氧阻效应的紫外光固化涂料通过以下方法得到：各组分以重量份数计：将80份双酚A环氧丙烯酸树脂(其型号为4210，生产厂家为中山市科田电子材料有限公司)，20份己二醇二丙烯酸酯，3份2-羟基-2-甲基-苯基丙酮-1，11份巯基封端的超支化聚酯H20-SH，搅拌均匀即可得到涂料，记为EP-11％。

实施例5

一种抗氧阻效应的紫外光固化涂料通过以下方法得到：各组分以重量份数计：将70份酚醛环氧丙烯酸树脂(其型号为4410，生产厂家为中山市科田电子材料有限公司)，30份己二醇二丙烯酸酯，3份2-羟基-2-甲基-苯基丙酮-1，5份巯基封端的超支化聚酯H20-SH，搅拌均匀即可得到涂料，记为PF-5％。

实施例6

一种抗氧阻效应的紫外光固化涂料通过以下方法得到：各组分以重量份数计：将70份酚醛环氧丙烯酸树脂(其型号为4410，生产厂家为中山市科田电子材料有限公司，30份己二醇二丙烯酸酯，3份2-羟基-2-甲基-苯基丙酮-1，11份巯基封端的超支化聚酯H20-SH，搅拌均匀即可得到涂料，记为PF-11％。

对比例1

一种涂料通过以下方法得到：各组分以重量份数计：80份脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂(其型号为3210，生产厂家为中山市科田电子材料有限公司)，20份活性稀释剂(己二醇二丙烯酸酯)，3份光引发剂(2-羟基-2-甲基-苯基丙酮-1)，搅拌均匀即可得到涂料，记为0％。

对比例2

一种涂料通过以下方法得到：各组分以重量份数计：双酚A环氧丙烯酸树脂(型号为4210，生产厂家为中山市科田电子材料有限公司)80，己二醇二丙烯酸酯20，2-羟基-2-甲基-苯基丙酮-1 3，搅拌均匀即可得到涂料，记为0％。

对比例3

一种涂料通过以下方法得到：各组分以重量份数计：70份酚醛环氧丙烯酸树脂(型号4410，厂家为中山市科田电子材料有限公司)，30份己二醇二丙烯酸酯，3份2-羟基-2-甲基-苯基丙酮-1，搅拌均匀即可得到涂料，记为0％。

产品性能测试：

为了考察制得的具有抗氧阻性能的紫外光固化涂料的抗氧阻性能，测试各实施例固化过程中的双键转化率。

双键转化率测试：

采用试试红外在线(real time FT-IR)监测各实施例在固化过程中的双键转化率。将各实例中涂料滴在KBr片上，待铺展均匀后，置于红外光谱仪中，并将紫外点光源对准涂有涂料的KBr片，选择红外光谱仪的重复测量程序，开启红外扫描。待第一次扫描完成后开启紫外点光源进行辐射，程序设置每隔10s记录一次红外峰形，辐射5min后得到一组红外图谱，通过软件计算双键特征峰(1620～1650cm^-1)在不同时刻的峰面积，根据官能团的转化率与其峰面积的变化程度成正比，按(1)计算相应官能团的转化率：

α_t(％)＝(A₀-A_t)/A_t×100％ (1)

式中，αt为t时刻的转化率；At为t时刻的峰面积；A0为辐照前的峰面积；

对比例1与实施例1～2的双键转化率测定如图1所示，由图1结果可以看出本发明的一种具有抗氧阻性能的紫外光固化涂料相比普通紫外光固化涂料，其双键转化率显著提高，涂料具有极为明显的抗氧阻性能。

对比例2与实施例3～4的双键转化率测定如图2所示，由图2结果可以看出本发明的一种具有抗氧阻性能的紫外光固化涂料相比普通紫外光固化涂料，其双键转化率显著提高，涂料具有极为明显的抗氧阻性能。

对比例3与实施例5～6的双键转化率测定如图3所示，由图3结果可以看出本发明的一种具有抗氧阻性能的紫外光固化涂料相比普通紫外光固化涂料，其双键转化率显著提高，涂料具有极为明显的抗氧阻性能。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。