CN105885013B - 一种可用于喷涂的低粘度环氧丙烯酸树脂的制备方法 - Google Patents

一种可用于喷涂的低粘度环氧丙烯酸树脂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可用于喷涂的低粘度环氧丙烯酸树脂的制备方法，步骤如下：1）称取双酚A型环氧树脂，投入反应釜内，并用真空抽入环氧氯丙烷和丙烯酸，最后再加入三乙胺和对羟基苯甲醚，其中，双酚A型环氧树脂、环氧氯丙烷和丙烯酸的摩尔比为1.00:1.03:2.00；2）投料完毕后，将反应釜升温至98‑102℃，保温50‑70min，然后升温至104‑106℃，保温反应50‑70min，再升温至108‑112℃，保温反应50‑70min，最后升温至120℃，保温2‑3h，测量酸值为3mgKOH/g以下，表明到达反应终点，反应结束；3）将反应釜降温至90℃以下，即可获得成品树脂。本发明在确保摩尔比不变的情况下，以环氧氯丙烷改变体系分子之间的摩擦阻力，从而改变体系的粘度，同时产品固化速度、硬度、附着力等综合性能保持不变。

Description

一种可用于喷涂的低粘度环氧丙烯酸树脂的制备方法
技术领域
本发明涉及涂料领域，具体是一种可用于喷涂的低粘度环氧丙烯酸树脂的制备方法。
背景技术
环氧丙烯酸树脂又称乙烯基酯树脂，是环氧树脂和丙烯酸或甲基丙烯酸经过酯化反应而制得。环氧丙烯酸树脂是目前应用最广泛、用量最大的光固化低聚物，其光固化速度在各类低聚物中是最快的，而且其固化后的涂膜具有硬度高、光泽度好、耐腐蚀性能、耐热性及电化学性优异等特点，并且环氧丙烯酸树脂原料来源广，价格低廉，合成工艺简单，因此是光固化涂料中用量最多的光感性树脂之一。
现有的环氧丙烯酸树脂由于粘度大，在用其配制涂料时，需要添加大量的活性单体进行稀释，这一方面造成成本升高，另一方面也使得固化后的涂膜综合性能降低，出现光泽度降低、亮度不够、力学性能变差等问题。针对环氧丙烯酸树脂性能方面存在的不足，在UV树脂合成领域也有降低粘度的先例。目前，低粘度环氧树脂的合成主要有三种方向：其一是利用环氧稀释剂来进行合成，其二是利用特殊的催化剂，其三是改变原料的加料方式。采用环氧稀释剂来合成，得到了低粘度环氧丙烯酸树脂，但由于合成的树脂体系内不饱和双键的含量降低过大，造成合成的树脂的性能也大打折扣。采用特殊的催化剂以及改变加料方式，其目的是加快反应速度，缩短反应时间，从而改变树脂分子排列结构，进而降低树脂的粘度，这种方式保证了树脂体系内双键含量基本不变，也就保证了树脂的性能，但其降低树脂粘度的效果不明显，与标准的环氧树脂粘度相比，仅仅有小幅度的降低，在实际应用过程中，仍然需要添加活性单体来满足生产所需。因此，如何在确保树脂体系中不饱和双键比例合理的基础上，降低树脂的粘度，是函待解决的难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可用于喷涂的低粘度环氧丙烯酸树脂的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种可用于喷涂的低粘度环氧丙烯酸树脂的制备方法，步骤如下：
1）称取双酚A型环氧树脂，投入反应釜内，并用真空抽入环氧氯丙烷和丙烯酸，最后再加入三乙胺和对羟基苯甲醚，其中，双酚A型环氧树脂、环氧氯丙烷和丙烯酸的摩尔比为1.00:1.03:2.00；
2）投料完毕后，将反应釜升温至98-102℃，保温50-70min，然后升温至104-106℃，保温反应50-70min，再升温至108-112℃，保温反应50-70min，最后升温至120℃，保温2-3h，测量酸值为3mgKOH/g以下，表明到达反应终点，反应结束；
3）将反应釜降温至90℃以下，即可获得成品树脂，成品树脂的粘度为3000-4000mpa·s（25℃），以铁钴比计法比色，颜色为2#色。
作为本发明进一步的方案：步骤2）中，投料完毕后，将反应釜升温至100℃，保温60min，然后升温至105℃，保温反应60min，再升温至110℃，保温反应60min，最后升温至120℃，保温2.5h，测量酸值为3mgKOH/g以下，表明到达反应终点，反应结束。
作为本发明再进一步的方案：所述双酚A型环氧树脂的型号为E51。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明制备的环氧丙烯酸树脂，粘度3000-4000mpa·s（25℃），是传统的环氧丙烯酸树脂粘度的十分之一，是现有市场低粘度环氧树脂粘度的三分之一，另外，本发明制备的环氧丙烯酸树脂的涂膜在能量400MJ每平方厘米左右条件下，1秒钟即可固化，流平性能好，附着力1级，硬度达到4H，耐水性能优异，不需要加入任何溶剂即可施工，实现无溶剂喷涂的方式应用于UV光固涂料、UV油墨和粘胶剂领域。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1：一种可用于喷涂的低粘度环氧丙烯酸树脂的制备方法，步骤如下：
1）称取双酚A型环氧树脂，投入反应釜内，并用真空抽入环氧氯丙烷和丙烯酸，最后再加入三乙胺和对羟基苯甲醚，其中，双酚A型环氧树脂、环氧氯丙烷和丙烯酸的摩尔比为1.00:1.03:2.00，双酚A型环氧树脂的型号为E51；
2）投料完毕后，将反应釜升温至98℃，保温50min，然后升温至104℃，保温反应50min，再升温至108℃，保温反应50min，最后升温至120℃，保温2h，测量酸值为3mgKOH/g以下，表明到达反应终点，反应结束；
3）将反应釜降温至80℃，即可获得成品树脂，成品树脂的粘度为4000mpa·s（25℃），以铁钴比计法比色，颜色为2#色。
实施例2：一种可用于喷涂的低粘度环氧丙烯酸树脂的制备方法，步骤如下：
1）称取双酚A型环氧树脂，投入反应釜内，并用真空抽入环氧氯丙烷和丙烯酸，最后再加入三乙胺和对羟基苯甲醚，其中，双酚A型环氧树脂、环氧氯丙烷和丙烯酸的摩尔比为1.00:1.03:2.00，双酚A型环氧树脂的型号为E51；
2）投料完毕后，将反应釜升温至100℃，保温60min，然后升温至105℃，保温反应60min，再升温至110℃，保温反应60min，最后升温至120℃，保温2.5h，测量酸值为3mgKOH/g以下，表明到达反应终点，反应结束；
3）将反应釜降温至60℃，即可获得成品树脂，成品树脂的粘度为3000mpa·s（25℃），以铁钴比计法比色，颜色为2#色。
实施例3：一种可用于喷涂的低粘度环氧丙烯酸树脂的制备方法，步骤如下：
1）称取双酚A型环氧树脂，投入反应釜内，并用真空抽入环氧氯丙烷和丙烯酸，最后再加入三乙胺和对羟基苯甲醚，其中，双酚A型环氧树脂、环氧氯丙烷和丙烯酸的摩尔比为1.00:1.03:2.00，双酚A型环氧树脂的型号为E51；
2）投料完毕后，将反应釜升温至102℃，保温70min，然后升温至106℃，保温反应70min，再升温至112℃，保温反应70min，最后升温至120℃，保温3h，测量酸值为3mgKOH/g以下，表明到达反应终点，反应结束；
3）将反应釜降温至70℃，即可获得成品树脂，成品树脂的粘度为3680mpa·s（25℃），以铁钴比计法比色，颜色为2#色。
国内自二十世纪七十年代就已有涉及到光固化环氧丙烯酸树脂的初步研究，其合成工艺有一次性加入反应，也有分步滴加方式，有通氮气及不通氮气保护的不同工艺方式，但无论哪种工艺，其主要原料配方摩尔比变化不大，均在（2.01-2.03）：2之间，传统的环氧丙烯酸树脂的粘度为40000－55000mpa·s（25℃），近年来，UV行业研发的低粘度环氧丙烯酸树脂粘度为12000-15000mpa·s（25℃ ），虽说粘度比标准环氧要小得多，但是性能与标准环氧有天渊之别，存在硬度低、固化速度变慢、附着力变差等问题。
本发明制备的环氧丙烯酸树脂，粘度3000-4000mpa·s（25℃），是传统的环氧丙烯酸树脂粘度的十分之一，是现有市场低粘度环氧树脂粘度的三分之一，另外，本发明制备的环氧丙烯酸树脂的涂膜在能量400MJ每平方厘米左右条件下，1秒钟即可固化，流平性能好，附着力1级，硬度达到4H，耐水性能优异，不需要加入任何溶剂即可施工，实现无溶剂喷涂的方式应用于UV光固涂料、UV油墨和粘胶剂领域，具体在木器砂光底漆、中涂层、以及塑胶真空喷涂等应用方面性能突出。
本发明在确保摩尔比不变的情况下，以环氧氯丙烷这种环氧物质改变体系分子之间的摩擦阻力，从而改变体系的粘度，同时产品固化速度、硬度、附着力等综合性能保持不变。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (3)

1.一种可用于喷涂的低粘度环氧丙烯酸树脂的制备方法，其特征在于，步骤如下：
1)称取双酚A型环氧树脂，投入反应釜内，并用真空抽入环氧氯丙烷和丙烯酸，最后再加入三乙胺和对羟基苯甲醚，其中，双酚A型环氧树脂、环氧氯丙烷和丙烯酸的摩尔比为1.00:1.03:2.00；
2)投料完毕后，将反应釜升温至98-102℃，保温50-70min，然后升温至104-106℃，保温反应50-70min，再升温至108-112℃，保温反应50-70min，最后升温至120℃，保温2-3h，测量酸值为3mgKOH/g以下，表明到达反应终点，反应结束；
3)将反应釜降温至90℃以下，即可获得成品树脂，成品树脂的粘度在25℃温度下为3000-4000mPa ·s，以铁钴比计法比色，颜色为2#色。
2.根据权利要求1所述的可用于喷涂的低粘度环氧丙烯酸树脂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，投料完毕后，将反应釜升温至100℃，保温60min，然后升温至105℃，保温反应60min，再升温至110℃，保温反应60min，最后升温至120℃，保温2.5h，测量酸值为3mgKOH/g以下，表明到达反应终点，反应结束。
3.根据权利要求1或2所述的可用于喷涂的低粘度环氧丙烯酸树脂的制备方法，其特征在于，所述双酚A型环氧树脂的型号为E51。
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