CN107828304A - 一种紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料及其制备方法 - Google Patents
一种紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107828304A CN107828304A CN201710916161.9A CN201710916161A CN107828304A CN 107828304 A CN107828304 A CN 107828304A CN 201710916161 A CN201710916161 A CN 201710916161A CN 107828304 A CN107828304 A CN 107828304A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- acrylic resin
- epoxy acrylic
- water
- epoxy
- resin coating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 title claims abstract description 74
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 title claims abstract description 59
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims abstract description 15
- KCTAWXVAICEBSD-UHFFFAOYSA-N prop-2-enoyloxy prop-2-eneperoxoate Chemical class C=CC(=O)OOOC(=O)C=C KCTAWXVAICEBSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 8
- -1 acrylic ester Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical group CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 11
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000005208 1,4-dihydroxybenzenes Chemical group 0.000 claims description 4
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 claims description 4
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 claims description 4
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 235000019394 potassium persulphate Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 4
- VYBHLZOLHCQLHT-UHFFFAOYSA-N 1-(2-methylpropyl)-4,5-dihydroimidazole hydrochloride Chemical class Cl.C(C(C)C)N1C=NCC1 VYBHLZOLHCQLHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 claims description 2
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium peroxydisulfate Substances [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)OOS([O-])=O VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 2
- CMEWLCATCRTSGF-UHFFFAOYSA-N N,N-dimethyl-4-nitrosoaniline Chemical compound CN(C)C1=CC=C(N=O)C=C1 CMEWLCATCRTSGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 abstract description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 14
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 14
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 10
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 8
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003848 UV Light-Curing Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 125000004836 hexamethylene group Chemical group [H]C([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:1] 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- FGRJGEWVJCCOJJ-UHFFFAOYSA-N 2,2-dimethylaziridine Chemical compound CC1(C)CN1 FGRJGEWVJCCOJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000256844 Apis mellifera Species 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000008064 anhydrides Chemical group 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 125000000751 azo group Chemical group [*]N=N[*] 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001570 methylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])[*:2] 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000016 photochemical curing Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000007142 ring opening reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 238000012719 thermal polymerization Methods 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 229920006313 waterborne resin Polymers 0.000 description 1
- 239000013035 waterborne resin Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D151/00—Coating compositions based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D151/08—Coating compositions based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers grafted on to macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/46—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
- C08F2/48—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F283/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G81/00—Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers in the absence of monomers, e.g. block polymers
- C08G81/02—Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers in the absence of monomers, e.g. block polymers at least one of the polymers being obtained by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C08G81/024—Block or graft polymers containing sequences of polymers of C08C or C08F and of polymers of C08G
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
Abstract
本发明涉及一种紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料及其制备方法，包括以下步骤：(1)将环氧树脂和阻聚剂混合，缓慢搅拌加热到70‑90℃，再滴加丙烯酸树脂和催化剂的混合液，在0.5～1h滴完，然后升温至75‑85℃，测定体系酸值达到pH＝2‑4后，反应结束，得到环氧丙烯酸树脂；(2)在步骤(1)所得环氧丙烯酸树脂中加入催化剂，充分搅拌均匀，投入马来酸酐，然后缓慢搅拌加热升温至反应温度75‑85℃，得到改性环氧丙烯酸树脂；(3)在室温中速搅拌下，向改性环氧丙烯酸酯齐聚物中慢慢加入中和剂、水和水性光引发剂进行成盐反应，中和至pH为7～8然后得到紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料产品。与现有技术相比，本发明具有涂膜耐水性、耐碱性和耐酸性优良等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂料，尤其是涉及一种紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料及其制备方法。
背景技术
紫外光固化树脂涂料由于其固化速度快、节能、涂层光泽度高等优异性能，近年来增长迅速。尤其环氧丙烯酸系列的树脂，由于有较高的反应活性，从而得到了最普遍的应用。然而，一般的紫外固化丙烯酸涂料均为溶剂型，需大量使用活性稀释剂单体，这将导致涂料中的VOC大幅升高，与国际上日益严格的涂料中VOC控制法规相违背。当前，为保证国民经济的可持续发展，国家制定了严格的环保政策，加大了执法力度；人们的环保意识日益增强，这一切都为紫外光固化涂料的研究和应用带来了一个绝好的市场机遇。顺应“绿色科技”这一科技发展的主流，紫外光固化涂料今后的发展趋势将是：(1)进一步发展紫外光固化水性涂料的研究；(2)进一步发展紫外光固化粉末涂料的研究；(3)开发低粘度、高固化速度的齐聚体，低毒性、高活性的单体以及更高效的光引发体系。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种涂膜耐水性、耐碱性和耐酸性都优良的紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料，其特征在于，包括以下重量份的组分：
环氧树脂40-45；
阻聚剂0.5-1.0；
丙烯酸树脂40-45；
催化剂1-2；
马来酸酐10-15；
光引发剂1-2；
去离子水10-30；
中和剂30-40。
进一步优选地，所述的环氧树脂为双酚A环氧树脂；应用广泛，成本可控，分子链易引入羧基，从而使其获得水溶性；
进一步优选地，所述的阻聚剂为对苯二酚；在环氧树脂和丙烯酸反应的过程中，由于反应体系的温度较高，为防止丙烯酸和环氧丙烯酸自身的热聚合，反应体系中加入适量的阻聚剂；
进一步优选地，所述的催化剂为N,N-二甲基苯胺；在环氧树脂和丙烯酸反应的过程中，加入催化剂能够提高反应效率，减少反应到达终点的时间，得到适合粘度；
进一步优选地，所述的水溶性光引发剂包括过氧化物的金属盐，过硫酸钾，偶氮二异丁脒盐酸盐，偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，过硫酸铵。
进一步优选地，所述的马来酸酐的酸酐量与环氧树脂的环氧量的比为：3:1～4:1。马来酸酐和丙烯酸反应后在树脂分子链上引入羧基，使涂料具备水溶性；
进一步优选地，所述的中和剂为三乙胺。三乙胺能和水溶性树脂中和后得到更为稳定的光敏树脂-水分散体系，储存稳定性得到提高；
进一步优选地，所述的涂料在红外光谱中得810cm-1和1634cm-1处出现了C＝C双键的特征伸缩振动吸收峰，1727cm-1处出现了酯羰基的特征吸收峰和1248cm-1处酯基上的C-O振动吸收峰。
上述紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料通过以下方法制备：
(1)将环氧树脂和阻聚剂混合，缓慢搅拌加热到70-90℃，再滴加丙烯酸树脂和催化剂的混合液，在0.5～1h滴完，然后升温至75-85℃，测定体系酸值达到pH＝2-4后，反应结束，得到环氧丙烯酸树脂；
(2)在步骤(1)所得环氧丙烯酸树脂中加入催化剂，充分搅拌均匀，投入马来酸酐，然后缓慢搅拌加热升温至反应温度75-85℃，每隔5min取样测定体系的酸值一次，当酸值接近理论酸值时停止反应，降温，得到改性环氧丙烯酸树脂；
(3)在步骤(2)所得改性环氧丙烯酸树脂中加入中和剂进行中和：在室温中速搅拌下，向改性环氧丙烯酸酯齐聚物中慢慢加入中和剂、水和水性光引发剂进行成盐反应，中和至pH为7～8然后得到紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料产品。
步骤(1)的催化剂用量为催化剂总用量的1～3wt％。
步骤(2)所述的理论酸值为pH＝1-3。
步骤(3)所述的中速搅拌的速度为100～300rmp。
与现有技术相比，本发明第一次用环氧树脂和丙烯酸树脂聚合合成，并通过马来酸酐改性，中和后得到了能溶于水，且具备紫外光固化的涂料。
环氧树脂和丙烯酸树脂进行聚合反应，经历了链引发、链增长、链中止三个主要阶段，然后与马来酸酐进行固化反应，打开双键的自由基聚合反应，最后加入中和剂、水性光引发剂等得到紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料，涂膜的光固化程度基本完全，所得涂料涂膜耐水性、耐碱性和耐酸性都优良；其铅笔硬度表现优良，而且固化涂膜的热稳定性良好。
在300W的紫外灯辐照下，适宜的固化灯距约为10cm；最佳水性光引发剂用量为体系树脂量的1.5％，光固化速度随着体系树脂含量的增大而加快，随着树脂中马来酸酐当量的增加而加快；对于紫外光固化水性树脂涂料，可采用预烘干的方式除去湿涂膜表面的部分水分，再进行紫外光固化，适宜的预烘干条件为60℃烘干lh。
附图说明
图1为本发明工艺流程图；
图2为环氧丙烯酸树脂的红外光谱图；
图3为改性环氧丙烯酸树脂的红外光谱图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
首先利用环氧树脂与丙烯酸反应，合成环氧丙烯酸树脂，确定环氧丙烯酸树脂的最佳合成工艺条件；再用马来酸酐对环氧丙烯酸树脂进行改性，合成制备改性环氧丙烯酸树脂，确定最佳的改性合成反应条件；然后用中和剂对改性环氧丙烯酸树脂进行中和，加入光引发剂和去离子水，制备得紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料。具体的实验合成工艺流程如图1所示。
实施例1
(1)合成环氧丙烯酸树脂：
在装有搅拌器、冷凝管、恒压滴液漏斗、温度计的三口烧瓶中，加入一定量的环氧树脂42kg和阻聚剂0.8kg，将环氧树脂和阻聚剂混合，缓慢搅拌加热到70-90℃，再滴加丙烯酸树脂42kg和催化剂0.15kg的混合液，在0.5～1h滴完，然后升温至75-85℃，测定体系酸值达到设定值后(pH＝2-4)，反应结束，得到环氧丙烯酸树脂；
(2)环氧丙烯酸树脂改性
在步骤(1)所得环氧丙烯酸树脂中的加入催化剂1.35kg，充分搅拌均匀，投入12kg的顺丁烯二酸酐(马来酸酐)，然后缓慢搅拌加热升温至反应温度75-85℃，每隔5min取样测定体系的酸值一次，当酸值接近理论酸值时停止反应，降温，得到改性环氧丙烯酸树脂。
(3)环氧丙烯酸树脂中和溶解于水中
在步骤(2)所得改性环氧丙烯酸树脂中加入中和剂进行中和：在室温中速搅拌下，向改性环氧丙烯酸酯齐聚物中慢慢加入中和剂35kg、水35kg、水溶性光引发剂1.5kg，进行成盐反应，中和至pH为7～8然后得到紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料产品。
(4)树脂提纯
为了鉴定合成产物的结构，需对样品提纯，去掉样品中的催化剂和阻聚剂等物质。取约3g样品，加入5mL丙酮，搅拌使其溶解，然后倾入50mL环己烷中，静置分层，倾出上层环己烷，再加入5mL丙酮溶解后，倾入50札环己烷中，如此重复三次。将提纯的树脂于35-40℃下真空干燥7～8h。
(5)红外光谱分析
将合成的树脂经提纯后，在美国Perkin-Elmer公司的Spectrum GX I V5.0.1型红外光谱仪进行傅里叶变换红外光谱(FT4R)分析，测试条件：测试范围4000--400cm-1，扫描次数32次，分辨率4cm-1，制样方法为KBr片涂膜法。如图2-3所示，可以看出，
图2是环氧树脂的红外谱图。图中，915cm-1处是环氧基的特征吸收峰，830cm-1和1509cm-1处是双酚A骨架的伸缩振动吸收峰，1246cm-1处芳香族脂肪族醚Ar-O-R的伸缩振动吸收峰，1582cm-1和1608cm-1处是苯环骨架的振动吸收峰，1456cm-1、2928cm-1处是亚甲基吸收峰，2872cm-1、2967cm-1处是甲基特征吸收峰，3056cm-1处是苯环上＝C-H的吸收峰，3495cm-11处是仲羟基的吸收峰。
图3是合成的环氧丙烯酸树脂的红外谱图。由于丙烯酸与环氧树脂的开环加成反应，使环氧基打开，从而使915cm-1处的环氧基特征吸收蜂消失；同时，开环反应生成的羟基使得3445cm-1附近处的羟基特征吸收带加深加宽，加成丙烯酸引入了不饱和基团C＝C双键和酯基，使得810cm-1和1634cm-1处出现了C＝C双键的特征伸缩振动吸收峰，1727cm-1处出现了酯羰基的特征吸收峰和1248cm-1处酯基上的CO振动吸收峰。所有这些都证明环氧丙烯酸树脂的合成反应比较完全，得到了目标产物。
(6)两种紫外光固化涂料性能分析比较
利用本实验合成的环氧丙烯酸树脂和水性环氧丙烯酸树脂分别作为光固化涂料的基体树脂，再加入适量的光引发剂、稀释剂和其他助剂可制备得紫外光固化涂料。在此对两种紫外光固化涂料的性能进行了初步的分析比较。将配制的树脂含量为50％的两种(溶剂型和自制备水性)紫外光固化涂料，搅拌均匀后，涂布在规定的基材上，经紫外光固化后，对其固化膜的性能进行了测定。
可以看出，采用本发明水性涂料的性能已经和溶剂型相当。
实施例2
一种紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料，包括以下重量份的组分：
环氧树脂选用双酚A环氧树脂40；
阻聚剂选用对苯二酚；0.5；
丙烯酸树脂40；
催化剂选用N,N-二甲基苯胺，1；
马来酸酐10；
光引发剂选用过硫酸钾，1；
去离子水10-30；
中和剂选用三乙胺30。
上述紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料通过以下方法制备：
(1)将环氧树脂和阻聚剂混合，缓慢搅拌加热到70-90℃，再滴加丙烯酸树脂和催化剂(其用量为催化剂总用量的1wt％)的混合液，在0.5～1h滴完，然后升温至75-85℃，测定体系酸值达到pH＝2-4后，反应结束，得到环氧丙烯酸树脂；
(2)在步骤(1)所得环氧丙烯酸树脂中加入催化剂，充分搅拌均匀，投入马来酸酐，然后缓慢搅拌加热升温至反应温度75-85℃，每隔5min取样测定体系的酸值一次，当酸值接近理论酸值pH＝1-3时停止反应，降温，得到改性环氧丙烯酸树脂；
(3)在步骤(2)所得改性环氧丙烯酸树脂中加入中和剂进行中和：在室温中速(200rmp)搅拌下，向改性环氧丙烯酸酯齐聚物中慢慢加入中和剂、水和水性光引发剂进行成盐反应，中和至pH为7～8然后得到紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料产品。
实施例3
一种紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料，包括以下重量份的组分：
环氧树脂选用双酚A环氧树脂45；
阻聚剂选用对苯二酚；1.0；
丙烯酸树脂45；
催化剂选用N,N-二甲基苯胺，2；
马来酸酐15；
光引发剂选用过硫酸钾，2；
去离子水10-30；
中和剂选用三乙胺40。
上述紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料通过以下方法制备：
(1)将环氧树脂和阻聚剂混合，缓慢搅拌加热到70-90℃，再滴加丙烯酸树脂和催化剂(其用量为催化剂总用量的3wt％)的混合液，在0.5～1h滴完，然后升温至75-85℃，测定体系酸值达到pH＝2-4后，反应结束，得到环氧丙烯酸树脂；
(2)在步骤(1)所得环氧丙烯酸树脂中加入催化剂，充分搅拌均匀，投入马来酸酐，然后缓慢搅拌加热升温至反应温度75-85℃，每隔5min取样测定体系的酸值一次，当酸值接近理论酸值pH＝1-3时停止反应，降温，得到改性环氧丙烯酸树脂；
(3)在步骤(2)所得改性环氧丙烯酸树脂中加入中和剂进行中和：在室温中速(100～200rmp)搅拌下，向改性环氧丙烯酸酯齐聚物中慢慢加入中和剂、水和水性光引发剂进行成盐反应，中和至pH为7～8然后得到紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料产品。
Claims (8)
1.一种紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料，其特征在于，包括以下重量份的组分：
环氧树脂40-45；
阻聚剂0.5-1.0；
丙烯酸树脂40-45；
催化剂1-2；
马来酸酐10-15；
光引发剂1-2；
去离子水10-30；
中和剂30-40。
2.根据权利要求1所述的一种紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料，其特征在于，所述的环氧树脂为双酚A环氧树脂；
所述的阻聚剂为对苯二酚；
所述的催化剂为N,N-二甲基苯胺；
所述的水溶性光引发剂包括过氧化物的金属盐，过硫酸钾，偶氮二异丁脒盐酸盐，偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，过硫酸铵；
所述的中和剂为三乙胺。
3.根据权利要求1所述的一种紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料，其特征在于，所述的马来酸酐的酸酐量与环氧树脂的环氧量的比为：3:1～4:1。
4.根据权利要求1所述的一种紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料，其特征在于，所述的涂料在红外光谱中得810cm-1和1634cm-1处出现了C＝C双键的特征伸缩振动吸收峰，1727cm-1处出现了酯羰基的特征吸收峰和1248cm-1处酯基上的C-O振动吸收峰。
5.一种如权利要求1～4中任一所述的紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将环氧树脂和阻聚剂混合，缓慢搅拌加热到70-90℃，再滴加丙烯酸树脂和催化剂的混合液，在0.5～1h滴完，然后升温至75-85℃，测定体系酸值达到pH＝2-4后，反应结束，得到环氧丙烯酸树脂；
(2)在步骤(1)所得环氧丙烯酸树脂中加入催化剂，充分搅拌均匀，投入马来酸酐，然后缓慢搅拌加热升温至反应温度75-85℃，每隔5min取样测定体系的酸值一次，当酸值接近理论酸值时停止反应，降温，得到改性环氧丙烯酸树脂；
(3)在步骤(2)所得改性环氧丙烯酸树脂中加入中和剂进行中和：在室温中速搅拌下，向改性环氧丙烯酸酯齐聚物中慢慢加入中和剂、水和水性光引发剂进行成盐反应，中和至pH为7～8然后得到紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料产品。
6.根据权利要求1所述的一种紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料的制备方法，其特征在于，步骤(1)的催化剂用量为催化剂总用量的1～3wt％。
7.根据权利要求1所述的一种紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的理论酸值为pH＝1-3(请修改)。
8.根据权利要求1所述的一种紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的中速搅拌的速度为100～200rmp(请修改)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710916161.9A CN107828304A (zh) | 2017-09-30 | 2017-09-30 | 一种紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710916161.9A CN107828304A (zh) | 2017-09-30 | 2017-09-30 | 一种紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107828304A true CN107828304A (zh) | 2018-03-23 |
Family
ID=61647607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710916161.9A Pending CN107828304A (zh) | 2017-09-30 | 2017-09-30 | 一种紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107828304A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110330657A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-10-15 | 武汉仕全兴新材料科技股份有限公司 | 水性含硅环氧改性丙烯酸树脂及含该树脂的水性氨基涂料 |
| CN110684177A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-01-14 | 桂林理工大学 | 一种水性紫外光固化涂料专用酒石酸酐改性环氧丙烯酸酸酯树脂及其制备方法 |
| CN111875933A (zh) * | 2020-08-05 | 2020-11-03 | 李有伟 | 一种高性能光敏丙烯酸树脂组合物及其制备方法 |
| CN113912823A (zh) * | 2021-09-23 | 2022-01-11 | 肇庆市宝骏化工有限公司 | 一种聚氨酯、酸酐改性氢化双酚a环氧丙烯酸树脂及其制备方法和应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1398926A (zh) * | 2002-08-31 | 2003-02-26 | 中国化工建设总公司常州涂料化工研究院 | 紫外光固化涂料 |
-
2017
- 2017-09-30 CN CN201710916161.9A patent/CN107828304A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1398926A (zh) * | 2002-08-31 | 2003-02-26 | 中国化工建设总公司常州涂料化工研究院 | 紫外光固化涂料 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110330657A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-10-15 | 武汉仕全兴新材料科技股份有限公司 | 水性含硅环氧改性丙烯酸树脂及含该树脂的水性氨基涂料 |
| CN110684177A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-01-14 | 桂林理工大学 | 一种水性紫外光固化涂料专用酒石酸酐改性环氧丙烯酸酸酯树脂及其制备方法 |
| CN111875933A (zh) * | 2020-08-05 | 2020-11-03 | 李有伟 | 一种高性能光敏丙烯酸树脂组合物及其制备方法 |
| CN113912823A (zh) * | 2021-09-23 | 2022-01-11 | 肇庆市宝骏化工有限公司 | 一种聚氨酯、酸酐改性氢化双酚a环氧丙烯酸树脂及其制备方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107828304A (zh) | 一种紫外光固化水性环氧丙烯酸树脂涂料及其制备方法 | |
| CN107759757B (zh) | 一种超支化聚氨酯丙烯酸酯的制备方法及紫外光固化涂料 | |
| CN106010144B (zh) | 一种uv-led固化用光纤涂覆树脂及其制备方法和应用 | |
| CN101747594B (zh) | 环氧丙烯酸预聚体树脂及其制法和在光固化涂料中的应用 | |
| CN102604531B (zh) | 一种超支化紫外光固化涂料及其制备方法 | |
| CN102643591B (zh) | 热转印保护层用树脂组合物、使用它的热转印膜和热转印方法 | |
| CN104194656B (zh) | 一种丙烯酸酯光学胶及其制备方法 | |
| CN101412861B (zh) | 水性紫外光固化涂料 | |
| CN104817878A (zh) | 一种紫外光固化抗喷砂遮蔽保护油墨 | |
| CN106519572A (zh) | 一种水性环氧树脂乳液及其制备方法 | |
| CN101880360A (zh) | 汽车罩光清漆用水分散型改性丙烯酸酯树脂的制备方法 | |
| CN103265871A (zh) | 一种水性环氧丙烯酸uv固化涂料及其制备方法 | |
| CN109735256A (zh) | 一种耐可见光的单组分的uv减粘保护膜的制备方法 | |
| CN103205183A (zh) | 一种无味无毒的水性紫外光固化涂料及其制备方法 | |
| CN107868229A (zh) | 一种无苯乙烯环氧乙烯基酯树脂合成工艺 | |
| CN102838486A (zh) | 紫外光固化聚酯丙烯酸酯及其制备方法 | |
| CN106118320A (zh) | 一种紫外光固化绝缘底漆组合物及其应用 | |
| CN101967213A (zh) | 低分子量带有羧基的聚丙烯酸酯丙烯酸酯的制备方法 | |
| CN105542098A (zh) | 一种改性醛酮树脂及其制备方法与应用 | |
| CN106496511B (zh) | 桐马酸酐基超支化uv固化聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法和应用 | |
| CN101983959B (zh) | 可光聚合用的多官能度丙烯酸酯单体及其制备方法 | |
| CN101962494B (zh) | 一种不含挥发性有机化合物的喷涂uv底漆及其制备方法 | |
| CN106146754A (zh) | 3d打印用含硅纳米凝胶光固化树脂的制备方法及其应用 | |
| CN115710457B (zh) | 一种紫外光固化组合物及其制备方法和应用 | |
| CN107325246A (zh) | 一种改性聚氨酯低聚物、其制备方法及其在光固化数码喷墨印花中的应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180323 |