CN103193960A - 改性uv光固化纯丙烯酸树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种UV光固化树脂，其原料含有叔碳酸缩水甘油酯17～23质量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯20～30质量份、甲基丙烯酸甲酯3～8质量份、甲基丙烯酸丁酯12～18质量份、丙烯酸丁酯3～8质量份、甲基丙烯酸或丙烯酸10～14质量份、甲基丙烯异冰片酯8～12质量份、己二酸10.5～13.5质量份、对甲苯磺酸1.5～2.5质量份、开环催化剂0.2～0.5质量份、阻聚剂0.01～0.05质量份、引发剂1.0～3.0质量份。其制备方法，包括环氧基纯丙烯酸树脂合成、UV光固化纯丙烯酸树脂合成、改性UV光固化纯丙烯酸树脂合成3大步。
Description
技术领域
本发明属于化学材料技术领域，具体涉及一种UV光固化树脂及其制备方法，特别是一种高耐水性金属涂料用UV光固化纯丙烯酸树脂及其制备方法。
背景技术
UV光固化树脂是浅绿色透明液体，无需加固化剂和促进剂表面涂复，覆膜后用排气滚滚涂式施工后，放入UV紫外线灯管下经紫外线光照射3-6分钟即可完全固化。固化后硬度高，施工简单，经济实惠。未经紫外光照射的胶水可以重复使用。适应于水晶相框，贴机板，宝丽板，家具等平面式表面涂层。
UV光固化树脂不含溶剂或只含少量的惰性稀释剂，固化时不需加热，具有对环境污染小、能耗低、效率高、化学稳定性好及适用性广等特点，节能环保，发展迅速。
但是传统的UV光固化纯丙烯酸树脂耐水性不好，形成的涂膜耐水性差，这限制了UV光固化纯丙烯酸树脂使用范围。
发明内容
本发明的目的是提出一种UV光固化树脂及其制备方法，克服了上述问题，其耐水性好，得到的涂膜收缩率低，综合性能好。
为了达到上述设计目的，本发明采用的技术方案如下：
一种UV光固化树脂，其原料含有叔碳酸缩水甘油酯17～23质量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯20～30质量份、甲基丙烯酸甲酯3～8质量份、甲基丙烯酸丁酯12～18质量份、丙烯酸丁酯3～8质量份、甲基丙烯酸或丙烯酸10～14质量份、甲基丙烯异冰片酯8～12质量份、己二酸10.5～13.5质量份、对甲苯磺酸1.5～2.5质量份、开环催化剂0.2～0.5质量份、阻聚剂0.01～0.05质量份、引发剂1.0～3.0质量份。
优选地，其原料含有叔碳酸缩水甘油酯20质量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯25质量份、甲基丙烯酸甲酯5质量份、甲基丙烯酸丁酯15质量份、丙烯酸丁酯5质量份、甲基丙烯酸或丙烯酸12质量份、甲基丙烯异冰片酯10质量份、己二酸12质量份、对甲苯磺酸2质量份、开环催化剂0.35质量份、阻聚剂0.03质量份、引发剂2质量份。
优选地，所述开环催化剂为三苯基磷、三乙胺、四乙基溴化胺、苄基三乙基氯化胺的其中一种。
优选地，所述阻聚剂为对甲氧基苯酚、对苯二酚、对苯醌、对叔丁基邻苯二酚的其中一种。
优选地，所述引发剂为二叔戍基过氧化物、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基的其中一种。
一种根据所述的UV光固化树脂的制备方法，包括环氧基纯丙烯酸树脂合成、UV光固化纯丙烯酸树脂合成、改性UV光固化纯丙烯酸树脂合成3大步，其中：
环氧基纯丙烯酸树脂合成包括：将回流溶剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯异冰片酯、引发剂投入混料器中，搅拌均匀，得到混合单体；
在保护气的保护下，将添加有回流溶剂的反应釜搅拌加热至135～140℃，滴加上述混合单体，2～3小时内滴加完毕，滴加完毕后，回流、保温反应1小时，得到环氧基纯丙烯酸树脂；
UV光固化纯丙烯酸树脂合成包括：
将制得的环氧基纯丙烯酸树脂将降温至85～105℃，加入阻聚剂、开环催化剂，搅拌均匀后加入甲基丙烯酸或丙烯酸；
升温至105～115℃，保温反应至酸值≤8mgKOH/g，得到UV光固化纯丙烯酸树脂；
改性UV光固化纯丙烯酸树脂合成包括：
在制得的UV光固化纯丙烯酸树脂中加入己二酸与对甲苯磺酸，加入回流溶剂，进行开环羟基酯化反应；酯化反应至羟值转率≥95％后，加入叔碳酸缩水甘油酯进行开环反应直至酸值≤5mgKOH/g，得到高耐水性金属涂料用UV光固化纯丙烯酸树脂。
优选地，所述回流溶剂为甲苯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、环己烷中的一种。
优选地，所述环氧基纯丙烯酸树脂合成中，回流溶剂的加入量为UV光固化树脂各种原料总量的10％。
优选地，所述UV光固化纯丙烯酸树脂合成中回流溶剂的加入量为UV光固化树脂各种原料总量的15～25％。
优选地，所述改性UV光固化纯丙烯酸树脂合成中回流溶剂的加入量为UV光固化树脂各种原料总量的15～20％。
本发明所述的UV光固化树脂及其制备方法的有益效果是：耐水性好，同时保留了纯丙烯酸树脂的优良性能。同时，本发明的树脂用于UV光固化涂料，得到的涂膜收缩率低，综合性能很好。
具体实施方式
下面对本发明的最佳实施方案作进一步的详细的描述。
实施例1：
本发明实施例所述的UV光固化树脂，其原料含有叔碳酸缩水甘油酯17质量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯30质量份、甲基丙烯酸甲酯3质量份、甲基丙烯酸丁酯18质量份、丙烯酸丁酯3质量份、甲基丙烯酸或丙烯酸14质量份、甲基丙烯异冰片酯8质量份、己二酸13.5质量份、对甲苯磺酸1.5质量份、开环催化剂0.5质量份、阻聚剂0.01质量份、引发剂3.0质量份。
其制备方法为：
环氧基纯丙烯酸树脂的合成：
取总物料量10％的回流溶剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯30份、甲基丙烯酸丁酯18份、丙烯酸丁酯3份、甲基丙烯酸甲酯3份、甲基丙烯异冰片酯8份、引发剂3份，投入混料器中搅拌均匀，得到混合单体；
氮气保护下，将添加有总物料量15的回流溶剂的反应釜搅拌加热至135，滴加上述混合单体，2小时内滴加完毕，滴加完毕后，回流、保温反应1小时，得到环氧基纯丙烯酸树脂；
UV光固化纯丙烯酸树脂合成包括：
将制得的环氧基纯丙烯酸树脂将降温至85℃，加入阻聚剂0.01份、开环催化剂0.5份，搅拌均匀后加入甲基丙烯酸14份(或丙烯酸)；
升温至105℃，保温反应至酸值≤8mgKOH/g，得到UV光固化纯丙烯酸树脂；
改性UV光固化纯丙烯酸树脂合成包括：
在制得的UV光固化纯丙烯酸树脂加入己二酸13.5份与对甲苯磺酸1.5份，加入总物料量15％的回流溶剂，进行开环羟基酯化反应；
酯化反应至羟值转率≥95％后，加入叔碳酸缩水甘油酯17份进行开环反应直至酸值≤5mgKOH/g，得到改性UV光固化纯丙烯酸树脂。
实施例2：
本发明实施例所述的UV光固化树脂，其原料含有叔碳酸缩水甘油酯23质量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯20质量份、甲基丙烯酸甲酯8质量份、甲基丙烯酸丁酯12质量份、丙烯酸丁酯8质量份、甲基丙烯酸或丙烯酸10质量份、甲基丙烯异冰片酯12质量份、己二酸10.5质量份、对甲苯磺酸2.5质量份、开环催化剂0.2质量份、阻聚剂0.05质量份、引发剂1.0质量份。
其制备方法为：
取总物料量10％的回流溶剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯20份、甲基丙烯酸丁酯12份、丙烯酸丁酯8份、甲基丙烯酸甲酯8份、甲基丙烯异冰片酯12份、引发剂1份，投入混料器中搅拌均匀，得到混合单体；
氮气保护下，将添加有总物料量25％的回流溶剂的反应釜搅拌加热至140℃，滴加上述混合单体，3小时内滴加完毕，滴加完毕后，回流、保温反应1小时，得到环氧基纯丙烯酸树脂；
UV光固化纯丙烯酸树脂合成包括：
将制得的环氧基纯丙烯酸树脂将降温至105℃，加入阻聚剂0.05份、开环催化剂0.2份，搅拌均匀后加入丙烯酸10份(或甲基丙烯酸)；
升温至115℃，保温反应至酸值≤8mgKOH/g，得到UV光固化纯丙烯酸树脂；
改性UV光固化纯丙烯酸树脂合成包括：
在制得的UV光固化纯丙烯酸树脂加入己二酸10.5份与对甲苯磺酸2.5份，加入总物料量20％的回流溶剂，进行开环羟基酯化反应；
酯化反应至羟值转率≥95％后，加入叔碳酸缩水甘油酯23份进行开环反应直至酸值≤5mgKOH/g，得到改性UV光固化纯丙烯酸树脂。
实施例3：
本发明实施例所述的UV光固化树脂，其原料含有叔碳酸缩水甘油酯20质量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯25质量份、甲基丙烯酸甲酯5质量份、甲基丙烯酸丁酯15质量份、丙烯酸丁酯5质量份、甲基丙烯酸或丙烯酸12质量份、甲基丙烯异冰片酯10质量份、己二酸12质量份、对甲苯磺酸2质量份、开环催化剂0.35质量份、阻聚剂0.03质量份、引发剂2质量份。
其制备方法为：
环氧基纯丙烯酸树脂的合成：
取总物料量10％的回流溶剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯25份、甲基丙烯酸丁酯15份、丙烯酸丁酯5份、甲基丙烯酸甲酯5份、甲基丙烯异冰片酯10份、引发剂2份，投入混料器中搅拌均匀，得到混合单体；
氮气保护下，将添加有总物料量20％的回流溶剂的反应釜搅拌加热至135℃，滴加上述混合单体，2小时内滴加完毕，滴加完毕后，回流、保温反应1小时，得到环氧基纯丙烯酸树脂；
UV光固化纯丙烯酸树脂合成包括：
将制得的环氧基纯丙烯酸树脂将降温至95℃，加入阻聚剂0.03份、开环催化剂0.35份，搅拌均匀后加入丙烯酸12份(或甲基丙烯酸)；
升温至110℃，保温反应至酸值≤8mgKOH/g，得到UV光固化纯丙烯酸树脂；
改性UV光固化纯丙烯酸树脂合成包括：
在制得的UV光固化纯丙烯酸树脂加入己二酸12份与对甲苯磺酸2份，加入总物料量20％的回流溶剂，进行开环羟基酯化反应；
酯化反应至羟值转率≥95％后，加入叔碳酸缩水甘油酯20份进行开环反应直至酸值≤5mgKOH/g，得到改性UV光固化纯丙烯酸树脂。
实施例4：
本发明实施例所述的UV光固化树脂，其原料含有叔碳酸缩水甘油酯19质量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯27质量份、甲基丙烯酸甲酯4质量份、甲基丙烯酸丁酯16质量份、丙烯酸丁酯4质量份、甲基丙烯酸或丙烯酸13质量份、甲基丙烯异冰片酯9质量份、己二酸12质量份、对甲苯磺酸2质量份、开环催化剂0.3质量份、阻聚剂0.04质量份、引发剂2质量份。
其制备方法为：
环氧基纯丙烯酸树脂的合成：
取总物料量10％的回流溶剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯27份、甲基丙烯酸丁酯16份、丙烯酸丁酯4份、甲基丙烯酸甲酯4份、甲基丙烯异冰片酯9份、引发剂2份，投入混料器中搅拌均匀，得到混合单体；
氮气保护下，将添加有总物料量20％的回流溶剂的反应釜搅拌加热至135℃，滴加上述混合单体，2小时内滴加完毕，滴加完毕后，回流、保温反应1小时，得到环氧基纯丙烯酸树脂；
UV光固化纯丙烯酸树脂合成包括：
将制得的环氧基纯丙烯酸树脂将降温至95℃，加入阻聚剂0.04份、开环催化剂0.3份，搅拌均匀后加入丙烯酸13份(或甲基丙烯酸)；
升温至110℃，保温反应至酸值≤8mgKOH/g，得到UV光固化纯丙烯酸树脂；
改性UV光固化纯丙烯酸树脂合成包括：
在制得的UV光固化纯丙烯酸树脂加入己二酸12份与对甲苯磺酸2份，加入总物料量20％的回流溶剂，进行开环羟基酯化反应；
酯化反应至羟值转率≥95％后，加入叔碳酸缩水甘油酯19份进行开环反应直至酸值≤5mgKOH/g，得到改性UV光固化纯丙烯酸树脂。
实施例5：
本发明实施例所述的UV光固化树脂，其原料含有叔碳酸缩水甘油酯21质量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯23质量份、甲基丙烯酸甲酯6质量份、甲基丙烯酸丁酯14质量份、丙烯酸丁酯6质量份、甲基丙烯酸或丙烯酸11质量份、甲基丙烯异冰片酯11质量份、己二酸11质量份、对甲苯磺酸2质量份、开环催化剂0.4质量份、阻聚剂0.02质量份、引发剂2质量份。
其制备方法为：
取总物料量10％的回流溶剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯23份、甲基丙烯酸丁酯14份、丙烯酸丁酯6份、甲基丙烯酸甲酯6份、甲基丙烯异冰片酯11份、引发剂2份，投入混料器中搅拌均匀，得到混合单体；
氮气保护下，将添加有总物料量25％的回流溶剂的反应釜搅拌加热至140℃，滴加上述混合单体，3小时内滴加完毕，滴加完毕后，回流、保温反应1小时，得到环氧基纯丙烯酸树脂；
UV光固化纯丙烯酸树脂合成包括：
将制得的环氧基纯丙烯酸树脂将降温至105℃，加入阻聚剂0.02份、开环催化剂0.4份，搅拌均匀后加入丙烯酸11份(或甲基丙烯酸)；
升温至115℃，保温反应至酸值≤8mgKOH/g，得到UV光固化纯丙烯酸树脂；
改性UV光固化纯丙烯酸树脂合成包括：
在制得的UV光固化纯丙烯酸树脂加入己二酸11份与对甲苯磺酸2份，加入总物料量20％的回流溶剂，进行开环羟基酯化反应；
酯化反应至羟值转率≥95％后，加入叔碳酸缩水甘油酯21份进行开环反应直至酸值≤5mgKOH/g，得到改性UV光固化纯丙烯酸树脂。
以上实施例中：
所述开环催化剂为三苯基磷、三乙胺、四乙基溴化胺、苄基三乙基氯化胺的其中一种。
所述阻聚剂为对甲氧基苯酚、对苯二酚、对苯醌、对叔丁基邻苯二酚的其中一种。
所述引发剂为二叔戍基过氧化物、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基的其中一种。
所述回流溶剂为甲苯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、环己烷中的一种。
以上实施例中，如无特别说明，质量份、份数等均指质量份数。总物料量，指的是除回流溶剂之外的其他原料的总量。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，便于该技术领域的技术人员能理解和应用本发明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下还可以做出若干简单推演或替换，而不必经过创造性的劳动。因此，本领域技术人员根据本发明的揭示，对本发明做出的简单改进都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种UV光固化树脂，其特征在于：其原料含有叔碳酸缩水甘油酯17～23质量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯20～30质量份、甲基丙烯酸甲酯3～8质量份、甲基丙烯酸丁酯12～18质量份、丙烯酸丁酯3～8质量份、甲基丙烯酸或丙烯酸10～14质量份、甲基丙烯异冰片酯8～12质量份、己二酸10.5～13.5质量份、对甲苯磺酸1.5～2.5质量份、开环催化剂0.2～0.5质量份、阻聚剂0.01～0.05质量份、引发剂1.0～3.0质量份。
2.根据权利要求1所述的UV光固化树脂，其特征在于：其原料含有叔碳酸缩水甘油酯20质量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯25质量份、甲基丙烯酸甲酯5质量份、甲基丙烯酸丁酯15质量份、丙烯酸丁酯5质量份、甲基丙烯酸或丙烯酸12质量份、甲基丙烯异冰片酯10质量份、己二酸12质量份、对甲苯磺酸2质量份、开环催化剂0.35质量份、阻聚剂0.03质量份、引发剂2质量份。
3.根据权利要求1所述的UV光固化树脂，其特征在于：所述开环催化剂为三苯基磷、三乙胺、四乙基溴化胺、苄基三乙基氯化胺的其中一种。
4.根据权利要求1所述的UV光固化树脂，其特征在于：所述阻聚剂为对甲氧基苯酚、对苯二酚、对苯醌、对叔丁基邻苯二酚的其中一种。
5.根据权利要求1所述的UV光固化树脂，其特征在于：所述引发剂为二叔戍基过氧化物、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基的其中一种。
6.一种根据权利要求1～6任意一项所述的UV光固化树脂的制备方法，其特征在于：包括环氧基纯丙烯酸树脂合成、UV光固化纯丙烯酸树脂合成、改性UV光固化纯丙烯酸树脂合成3大步，其中：
环氧基纯丙烯酸树脂合成包括：将回流溶剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯异冰片酯、引发剂投入混料器中，搅拌均匀，得到混合单体；
在保护气的保护下，将添加有回流溶剂的反应釜搅拌加热至135～140℃，滴加上述混合单体，2～3小时内滴加完毕，滴加完毕后，回流、保温反应1小时，得到环氧基纯丙烯酸树脂；
UV光固化纯丙烯酸树脂合成包括：
将制得的环氧基纯丙烯酸树脂将降温至85～105℃，加入阻聚剂、开环催化剂，搅拌均匀后加入甲基丙烯酸或丙烯酸；
升温至105～115℃，保温反应至酸值≤8mgKOH/g，得到UV光固化纯丙烯酸树脂；
改性UV光固化纯丙烯酸树脂合成包括：
在制得的UV光固化纯丙烯酸树脂中加入己二酸与对甲苯磺酸，加入回流溶剂，进行开环羟基酯化反应；酯化反应至羟值转率≥95％后，加入叔碳酸缩水甘油酯进行开环反应直至酸值≤5mgKOH/g，得到高耐水性金属涂料用UV光固化纯丙烯酸树脂。
7.根据权利要求6所述的UV光固化树脂的制备方法，其特征在于：所述回流溶剂为甲苯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、环己烷中的一种。
8.根据权利要求6所述的UV光固化树脂的制备方法，其特征在于：所述环氧基纯丙烯酸树脂合成中，回流溶剂的加入量为UV光固化树脂各种原料总量的10％。
9.根据权利要求6所述的UV光固化树脂的制备方法，其特征在于：所述UV光固化纯丙烯酸树脂合成中回流溶剂的加入量为UV光固化树脂各种原料总量的15～25％。
10.根据权利要求6所述的UV光固化树脂的制备方法，其特征在于：所述改性UV光固化纯丙烯酸树脂合成中回流溶剂的加入量为UV光固化树脂各种原料总量的15～20％。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Application publication date: 20130710 |