专利名称：紫外光固化氨基丙烯酸酯树脂的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种紫外光固化涂料，简称UV涂料，属于化工产品生产技术领域。
背景技术：
紫外光辐射固化技术是国际上70年代后开发的一种全新的绿色技术，利用该技 术生产的紫外光固化涂料，简称UV涂料，其具有不含挥发性有机化合物(VOC)、对环境污染 小、固化速度快、节省能源、固化产物性能好、适合于高速自动化生产等优点。而传统涂料易挥发、固化速度慢，不利于环境保护，由于UV涂料独特的技术和应 用优势，UV涂料是传统涂料的主要替代品，被迅速广泛的应用到电子产品、机械制造、金属 防腐等各个行业和领域，被誉为全新的环保新材料。最新资料表明欧美等国家已通过立法来限制VOC排放量较高的传统涂料的使 用，而逐步用环保新材料UV涂料等来取代传统涂料，在美国、德国、意大利等发达国家，UV 涂料的生产量约占涂料生产总量的10%，且以每年15%的速度递增，另外，据德国赫丝公 司预测，到2010年，世界范围内UV固化涂料的产量将达到整个行业总产量的50%以上，并 且UV涂料这种环保新材料在30年内会保持优势，UV涂料的市场空间极其巨大。而我们知道，目前UV涂料主要以环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、不饱和聚酯树 月旨、聚酯聚丙烯酸酯树脂、聚醚聚丙烯酸酯树脂等为主要产品成分，其中，环氧丙烯酸树脂 类产品由于户外耐候性差，易黄变，限制了其使用范围，而聚氨酯丙烯酸树脂，考虑到户外 耐候性的问题，必须与脂肪族聚氨酯进行合成，这造成其成本大大上升，产品售价较高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种户外耐候性好、不易黄变、 原料成本低的紫外光固化氨基丙烯酸树脂的生产方法。本发明是通过以下技术方案来实现的一种紫外光固化氨基丙烯酸酯树脂的生产方法，其特征在于，包括以下步骤(1)选取原料，按重量份数计算丁醇改性三聚氰胺甲醛树脂50 55份；丙烯酸羟乙酯30 35份；甲基丙烯酸羟乙酯10 15份；丙烯酸羟丙酯5 8份；阻聚剂0. 0022 0. 0066 份；有机酸催化剂0. 0002 0. 0004份；(2)原料混合首先将丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯按步骤 (1)中的配比混合形成混合物，然后向上述的混合物中加入阻聚剂，此时加入的阻聚剂的含 量为阻聚剂总加入量的75% ；(3)预反应在反应釜中加入丁醇改性三聚氰胺甲醛树脂，将步骤(2)中的混合物中加入到反应釜中，最后向反应釜中加入有机酸催化剂，此时加入的有机酸催化剂的含量为有机酸催化剂总加入量的75%，在搅拌的情况下，对反应釜加温至55 60°C，在常压条 件下恒温反应0. 5 Ih ；(4)阶梯式升温反应将反应釜抽真空，真空度控制在-0. 09Mp以下，从步骤(3) 所述的恒温温度开始，每小时升温6 7°C，温度升至80 82V，反应3小时；(5) 二次补加阻聚剂和有机酸催化剂关闭抽真空设备系统，将反应釜中吸入空 气，向反应釜中二次补加余量的阻聚剂和有机酸催化剂，搅拌15 30min ； (6)保温反应 再将反应釜抽真空，保持真空度在-0. 09Mp以下，然后升温至85 90°C，恒温反应3 4h， 反应至用涂_4杯在50°C的条件下测得粘度为120 150s ；(7)过滤包装将上述反应物过滤，然后包装在密闭容器中，避光保存备用。上述的丁醇改性三聚氰胺甲醛树脂的技术指标为用涂_4杯在25°C的条件下测 得的粘度为80 120s ；固体含量为59 61% ；容忍度为4 6。而上述的阻聚剂则为对羟基苯甲醚和2，6-二叔丁基对甲酚的混合物，且对羟基 苯甲醚和2，6_ 二叔丁基对甲酚的质量百分比为10 1。此外，上述的有机酸催化剂为对甲基苯磺酸。本发明的有益效果是通过本发明所述的方法生产的紫外光固化氨基丙烯酸树脂 的原料成本低，其成本比聚氨酯丙烯酸树脂低40%，且其颜色为水白色，且不易黄变，性能 优越，可用于各种紫外光固化对颜色要求很高的涂料和油墨的生产。
具体实施例方式下面将结合具体实施例，详细说明本发明的
具体实施例方式紫外光固化氨基丙烯酸酯树脂的生产方法，包括以下步骤(1)选取原料，按重量份数计算丁醇改性三聚氰胺甲醛树脂50 55份；丙烯酸羟乙酯30 35份；甲基丙烯酸羟乙酯10 15份；丙烯酸羟丙酯5 8份；阻聚剂0. 0022 0. 0066 份；有机酸催化剂0. 0002 0. 0004份；(2)原料混合首先将丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯按步骤 (1)中的配比混合形成混合物，然后向上述的混合物中加入阻聚剂，此时加入的阻聚剂的含 量为阻聚剂总加入量的75% ；(3)预反应在反应釜中加入丁醇改性三聚氰胺甲醛树脂，将步骤(2)中的混合物 中加入到反应釜中，最后向反应釜中加入有机酸催化剂，此时加入的有机酸催化剂的含量 为有机酸催化剂总加入量的75%，在搅拌的情况下，对反应釜加温至55 60°C，在常压条 件下恒温反应0. 5 Ih ；(4)阶梯式升温反应将反应釜抽真空，真空度控制在-0. 09Mp以下，从步骤(3) 所述的恒温温度开始，每小时升温6 7°C，温度升至80 82V，反应3小时；(5) 二次补加阻聚剂和有机酸催化剂将反应釜中吸入空气，关闭抽真空设备，向反应釜中二次补加余量的阻聚剂和有机酸催化剂，搅拌15 30min ；(6)保温反应将反应釜抽真空，保持真空度在-0. 09Mp以下，然后升温至85 90°C，恒温反应3 4h，反应至用涂-4杯在50°C的条件下测得粘度为120_150s ；(7)过滤包装将上述反应物过滤，然后包装在密闭容器中，避光保存备用。 其中，丁醇改性三聚氰胺甲醛树脂的技术指标为用涂_4杯在25°C的条件下测得 的粘度为80-120S ；固体含量为59 61% ；容忍度为4_6。进一步，上述的阻聚剂为对羟基苯甲醚和2，6_ 二叔丁基对甲酚的混合物，且对羟 基苯甲醚和2，6_二叔丁基对甲酚的质量百分比为10 1，而上述的有机酸催化剂则为对甲 基苯磺酸。实施例1 取丙烯酸羟乙酯35份、甲基丙烯酸羟乙酯10份、丙烯酸羟丙酯8份混合后，在其 中加入0. 0015份对羟基苯甲醚和0. 00015份2，6- 二叔丁基对甲酚，然后，在反应釜中加入 丁醇改性三聚氰胺甲醛树脂50份，将上述的丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟 丙酯、羟基苯甲醚和2，6_ 二叔丁基对甲酚也加入到反应斧中，最后向反应釜中加入对甲基 苯磺酸0. 00025份，在搅拌的情况下，对反应釜加温至55°C，在常压条件下恒温反应0. 5h ； 再将反应釜抽真空，真空度控制在-0. 09Mp以下，继续每小时升温6 7°C，反应3小时；向 反应物种二次补加余量的0. 0005份对羟基苯甲醚和0. 00005份2，6- 二叔丁基对甲酚和 0. 00005份对甲基苯磺酸，搅拌15min，然后再将反应釜抽真空，保持真空度在-0. 09Mp以 下，然后升温至90°C，再恒温反应4h，反应至粘度合格后过滤包装在密闭容器中，避光保存 备用。实施例2 取丙烯酸羟乙酯30份、甲基丙烯酸羟乙酯12份、丙烯酸羟丙酯5份混合后，在其 中加入0. 0015份对羟基苯甲醚和0. 00015份2，6- 二叔丁基对甲酚，然后，在反应釜中加入 丁醇改性三聚氰胺甲醛树脂51份，将上述的丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟 丙酯、羟基苯甲醚和2，6_ 二叔丁基对甲酚也加入到反应斧中，最后向反应釜中加入对甲基 苯磺酸0. 00025份，在搅拌的情况下，对反应釜加温至55°C，在常压条件下恒温反应0. 7h ； 再将反应釜抽真空，真空度控制在-0. 09Mp以下，继续每小时升温6 7°C，反应3小时；向 反应物种二次补加余量的0. 0005份对羟基苯甲醚和0. 00005份2，6- 二叔丁基对甲酚和 0. 00005份对甲基苯磺酸，搅拌20min，然后再将反应釜抽真空，保持真空度在-0. 09Mp以 下，然后升温至90°C，再恒温反应4h，反应至粘度合格后过滤包装在密闭容器中，避光保存 备用。实施例3 取丙烯酸羟乙酯30份、甲基丙烯酸羟乙酯15份、丙烯酸羟丙酯6份混合后，在其 中加入0. 0015份对羟基苯甲醚和0. 00015份2，6- 二叔丁基对甲酚，然后，在反应釜中加入 丁醇改性三聚氰胺甲醛树脂55份，将上述的丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟 丙酯、羟基苯甲醚和2，6_ 二叔丁基对甲酚也加入到反应斧中，最后向反应釜中加入对甲基 苯磺酸0. 00025份，在搅拌的情况下，对反应釜加温至55°C，在常压条件下恒温反应0. 9h ； 再将反应釜抽真空，真空度控制在-0. 09Mp以下，继续每小时升温6 7°C，反应3小时；向 反应物种二次补加余量的0. 0005份对羟基苯甲醚和0. 00005份2，6- 二叔丁基对甲酚和0. 00005份对甲基苯磺酸，搅拌30min，然后再将反应釜抽真空，保持真空度在-0. 09Mp以下，然后升温至90°C，再恒温反应4h，反应至粘度合格后过滤包装在密闭容器中，避光保存 备用。以上实施例中，以实施例2为最佳实施例。此外，在上述的紫外光固化氨基丙烯酸酯树脂生产的原料配方中，丁醇改性三聚 氰胺甲醛树脂和带羟基丙烯酸酯的使用量将直接影响到氨基丙烯酸酯的物理化学性能，其 对比实施例如下实施例4 取丙烯酸羟乙酯39份、甲基丙烯酸羟乙酯15份、丙烯酸羟丙酯6份混合后，在其 中加入0. 0015份对羟基苯甲醚和0. 00015份2，6- 二叔丁基对甲酚，然后，在反应釜中加入 丁醇改性三聚氰胺甲醛树脂40份，将上述的丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟 丙酯、羟基苯甲醚和2，6_ 二叔丁基对甲酚也加入到反应斧中，最后向反应釜中加入对甲基 苯磺酸0. 00025份，在搅拌的情况下，对反应釜加温至55°C，在常压条件下恒温反应0. 7h ； 再将反应釜抽真空，真空度控制在-0. 09Mp以下，继续每小时升温6 7°C，反应3小时；向 反应物种二次补加余量的0. 0005份对羟基苯甲醚和0. 00005份2，6- 二叔丁基对甲酚和 0. 00005份对甲基苯磺酸，搅拌20min，然后再将反应釜抽真空，保持真空度在_0. 09Mp以 下，然后升温至90°C，再恒温反应4h，反应至粘度合格后过滤包装在密闭容器中，避光保存 备用。实施例5 取丙烯酸羟乙酯26份、甲基丙烯酸羟乙酯10份、丙烯酸羟丙酯4份混合后，在其 中加入0. 0015份对羟基苯甲醚和0. 00015份2，6- 二叔丁基对甲酚，然后，在反应釜中加入 丁醇改性三聚氰胺甲醛树脂60份，将上述的丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟 丙酯、羟基苯甲醚和2，6_ 二叔丁基对甲酚也加入到反应斧中，最后向反应釜中加入对甲基 苯磺酸0. 00025份，在搅拌的情况下，对反应釜加温至55°C，在常压条件下恒温反应0. 7h ； 再将反应釜抽真空，真空度控制在-0. 09Mp以下，继续每小时升温6 7°C，反应3小时；向 反应物种二次补加余量的0. 0005份对羟基苯甲醚和0. 00005份2，6- 二叔丁基对甲酚和 0. 00005份对甲基苯磺酸，搅拌20min，然后再将反应釜抽真空，保持真空度在_0. 09Mp以 下，然后升温至90°C，再恒温反应4h，反应至粘度合格后过滤包装在密闭容器中，避光保存 备用。上述的实施例2、实施例4和实施例5三个实施例生产的紫外光固化氨基丙烯酸酯 树脂经配置，在紫外光下成膜，其性能指标如下表1 对比实施例4和5与本发明所述的实施例2生产的紫外光固化氨基丙烯酸 酯树脂经配置在紫外光下成膜后的性能对比。表 1
理化性能实施例4 实施例5实施例2
黏度(涂-4杯，50°C )，s 60160U权利要求
一种紫外光固化氨基丙烯酸酯树脂的生产方法，其特征在于，包括以下步骤(1)选取原料，按重量份数计算丁醇改性三聚氰胺甲醛树脂50～55份；丙烯酸羟乙酯30～35份；甲基丙烯酸羟乙酯10～15份；丙烯酸羟丙酯5～8份；阻聚剂 0.0022～0.0066份；有机酸催化剂0.0002～0.0004份；(2)原料混合首先将丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯按步骤(1)中的配比混合形成混合物，然后向上述的混合物中加入阻聚剂，此时加入的阻聚剂的含量为阻聚剂总加入量的75％；(3)预反应在反应釜中加入丁醇改性三聚氰胺甲醛树脂，将步骤(2)中的混合物中加入到反应釜中，最后向反应釜中加入有机酸催化剂，此时加入的有机酸催化剂的含量为有机酸催化剂总加入量的75％，在搅拌的情况下，对反应釜加温至55～60℃，在常压条件下恒温反应0.5～1h；(4)阶梯式升温反应将反应釜抽真空，真空度控制在 0.09Mp以下，从步骤(3)所述的恒温温度开始，每小时升温6～7℃，温度升至80～82℃，反应3小时；(5)二次补加阻聚剂和有机酸催化剂关闭抽真空设备系统，将反应釜中吸入空气，向反应釜中二次补加余量的阻聚剂和有机酸催化剂，搅拌15～30min；(6)保温反应将反应釜抽真空，保持真空度在 0.09Mp以下，然后升温至85～90℃，恒温反应3～4h，反应至用涂 4杯在50℃的条件下测得粘度为120 150s；(7)过滤包装将上述反应物过滤，然后包装在密闭容器中，避光保存备用。
2.根据权利要求1所述的紫外光固化氨基丙烯酸酯树脂的生产方法，其特征在于，所 述的丁醇改性三聚氰胺甲醛树脂的技术指标为利用涂_4杯在25°C的条件下测得的粘度 为80-120S ；固体含量为59 61% ；容忍度为4_6。
3.根据权利要求1所述的紫外光固化氨基丙烯酸酯树脂的生产方法，其特征在于，所 述的阻聚剂为对羟基苯甲醚和2，6- 二叔丁基对甲酚的混合物，且对羟基苯甲醚和2，6- 二 叔丁基对甲酚的质量百分比为10 1。
4.根据权利要求1所述的紫外光固化氨基丙烯酸酯树脂的生产方法，其特征在于，所 述的有机酸催化剂为对甲基苯磺酸。丙烯酸羟乙酯 甲基丙烯酸羟乙酯
全文摘要
本发明公开了一种紫外光固化氨基丙烯酸酯树脂的生产方法，包括以下步骤选取丁醇改性三聚氰胺甲醛树脂50～55份；丙烯酸羟乙酯30～35份；甲基丙烯酸羟乙酯10～15份；丙烯酸羟丙酯5～8份；阻聚剂0.0022～0.0066份；有机酸催化剂0.0002～0.0004份，经原料混合、预反应、阶梯式升温、二次补加阻聚剂和有机酸催化剂、保温反应、过滤包装等步骤，生产紫外光固化氨基丙烯酸酯树脂。通过本发明所述的方法生产的紫外光固化氨基丙烯酸树脂的原料成本低，其成本比聚氨酯丙烯酸树脂低40％，且其颜色为水白色，且不易黄变，性能优越，可用于对户外耐候性和颜色要求很高的各种紫外光固化涂料和油墨的生产。
文档编号C09D11/10GK101962430SQ201010265168
公开日2011年2月2日 申请日期2010年8月27日 优先权日2010年8月27日
发明者唐龙平, 张丹军, 方正, 王玉琴 申请人:苏州嘉祥树脂有限公司