CN109575238A - 一种uv光固化环氧丙烯酸酯树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种UV光固化环氧丙烯酸酯树脂及其制备方法，将羟基丙酸酯、酸酐、阻聚剂和抗氧剂混合在一起，并在90～100℃下搅拌反应，直至反应液的酸值达到230～250mg KOH/g，从而得到第一反应液；将所述第一反应液降温至80℃以下，然后加入催化剂和环氧树脂，并控制反应温度在90～100℃进行反应，直至反应液的酸值小于5mg KOH/g，从而制得UV光固化环氧丙烯酸酯树脂。本发明不仅兼具优异的柔韧性和抗冲击性能，而且制备方法简单，成本低廉，应用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及光固化涂料领域，尤其涉及一种UV光固化环氧丙烯酸酯树脂及其制备方法。
背景技术
随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，人们健康意识越来越强，因此人们对涂料的环保要求越来越高。传统涂料的应用受到越来越严苛的限制，现代涂料向着高性能、高效能、高环保、高装饰性等多功能为一体的方向发展。
UV光固化树脂是一类分子量相对较低的感光性树脂，具有可以进行光固化反应的基团(如各类不饱和双键)，在覆膜后经紫外线光照射即可完全固化，广泛应用于各类光固化涂料产品中。在光固化涂料产品中，UV光固化树脂是涂料的主体，它的性能基本决定了固化后涂料的主要性能，因此UV光固化树脂是光固化涂料产品的重要环节。
在各类UV光固化树脂中，环氧丙烯酸酯树脂具有硬度高、光泽度好、韧性强等优点，因此环氧丙烯酸酯树脂是应用最广泛的UV光固化树脂。现有的环氧丙烯酸酯树脂虽然具有良好的附着力和柔韧性，但其耐冲击性能一般较低，特别是应用在硬质塑胶或金属装饰油墨方面时其耐冲击性能差的缺点尤为突出，因此急需开发具有优异的柔韧性和耐冲击性能的环氧丙烯酸酯。
发明内容
为了解决现有环氧丙烯酸酯树脂耐冲击性能较低的技术问题，本发明提供了一种UV光固化环氧丙烯酸酯树脂及其制备方法，不仅兼具优异的柔韧性和抗冲击性能，而且制备方法简单，成本低廉，应用范围广，可广泛应用于木器、硬质塑胶清漆、平版和丝网印刷的连接料、金属装饰油墨和涂料、纸塑复合胶粘剂等诸多领域。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种UV光固化环氧丙烯酸酯树脂的制备方法，包括以下步骤：
步骤A、将羟基丙酸酯、酸酐、阻聚剂和抗氧剂混合在一起，并在90～100℃条件下搅拌反应，直至反应液的酸值达到230～250mgKOH/g，从而得到第一反应液；
步骤B、将所述第一反应液降温至不高于80℃，然后加入催化剂和环氧树脂，并控制反应温度在90～100℃进行反应，直至反应液的酸值小于5mgKOH/g，从而制得UV光固化环氧丙烯酸酯树脂。
优选地，上述各原料的质量份之比为：羟基丙酸酯25～35，酸酐20～30，阻聚剂0.05～0.15，抗氧剂0.2～0.5，催化剂0.05～0.15，环氧树脂40～50。
优选地，所述的羟基丙酸酯、酸酐、环氧树脂、催化剂、阻聚剂和抗氧剂中含水量均低于500ppm。
优选地，所述的羟基丙酸酯采用甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯中的至少一种。
优选地，所述酸酐采用苯酐、顺丁二烯酸酐、四氢苯酐、丁二酸酐、六氢苯酐、偏苯三酸酐中的至少一种。
优选地，所述环氧树脂采用双酚A环氧树脂、缩水甘油醚、酚醛环氧树脂、丙三醇环氧树脂、脂肪酸甘油酯环氧树脂中的至少一种。
优选地，所述催化剂采用三乙胺、三苯基膦、N,N-二甲基苄胺中的至少一种。
优选地，所述阻聚剂为对羟基苯甲醚、对苯二酚、2,5-二甲基对苯二酚中至少一种。
优选地，所述抗氧剂采用吩噻嗪、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚中的至少一种。
一种UV光固化环氧丙烯酸酯树脂，采用上述的制备方法制备而成。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所提供的UV光固化环氧丙烯酸酯树脂的制备方法是以特定比例的羟基丙酸酯、酸酐、环氧树脂、催化剂、阻聚剂和抗氧剂为原料，并通过检测每一阶段反应液的酸值来确定每一阶段的反应时间和反应终点，通过对整个生产工艺中的反应原料组分配比、反应温度、反应时间进行有效控制，从而可以制备出兼具优异柔韧性和抗冲击性能的UV光固化环氧丙烯酸酯树脂，而且制备方法简单，成本低廉，应用范围广，可广泛应用于木器、硬质塑胶清漆、平版和丝网印刷的连接料、金属装饰油墨和涂料、纸塑复合胶粘剂等诸多领域。
具体实施方式
下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面对本发明所提供的UV光固化环氧丙烯酸酯树脂及其制备方法进行详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
一种UV光固化环氧丙烯酸酯树脂，其制备方法包括如下步骤：
步骤A、将羟基丙酸酯、酸酐、阻聚剂和抗氧剂混合在一起，并在90～100℃条件下搅拌反应，直至反应液的酸值达到230～250mgKOH/g，从而得到第一反应液。
步骤B、将所述第一反应液降温至不高于80℃，然后加入催化剂和环氧树脂，并控制反应温度在90～100℃进行反应，直至反应液的酸值小于5mgKOH/g，从而制得UV光固化环氧丙烯酸酯树脂。
其中，该UV光固化环氧丙烯酸酯树脂的制备方法的各步骤包括以下实施方案：
(1)上述羟基丙酸酯、酸酐、阻聚剂、抗氧剂、催化剂和环氧树脂的质量份之比为25～35:20～30:0.05～0.15:0.2～0.5:0.05～0.15:40～50，并且上述羟基丙酸酯、酸酐、环氧树脂、催化剂、阻聚剂和抗氧剂中含水量均低于500ppm，这不仅能保证制得的UV光固化环氧丙烯酸酯树脂具有良好的质量，而且能使制得UV光固化环氧丙烯酸酯树脂兼具优异的柔韧性和抗冲击性能。
(2)所述的羟基丙酸酯采用甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯中的至少一种。
(3)所述酸酐采用苯酐、顺丁二烯酸酐、四氢苯酐、丁二酸酐、六氢苯酐、偏苯三酸酐中的至少一种。
(4)所述环氧树脂采用双酚A环氧树脂、缩水甘油醚、酚醛环氧树脂、丙三醇环氧树脂、脂肪酸甘油酯环氧树脂中的至少一种。
(5)所述催化剂采用三乙胺、三苯基膦、N,N-二甲基苄胺中的至少一种。
(6)所述阻聚剂为对羟基苯甲醚、对苯二酚、2,5-二甲基对苯二酚中的至少一种。
(7)所述抗氧剂采用吩噻嗪、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚中的至少一种。
具体地，本发明所提供的UV光固化环氧丙烯酸酯树脂的制备方法以特定比例的羟基丙酸酯、酸酐、环氧树脂、催化剂、阻聚剂和抗氧剂为原料，并通过检测每一阶段反应液的酸值来确定每一阶段的反应时间和反应终点，通过对整个生产工艺中的反应原料组分配比、反应温度、反应时间进行有效控制，从而可以制备出兼具优异柔韧性和抗冲击性能的UV光固化环氧丙烯酸酯树脂。
综上可见，本发明实施例不仅兼具优异的柔韧性和抗冲击性能，而且制备方法简单，成本低廉，应用范围广，可广泛应用于木器、硬质塑胶清漆、平版和丝网印刷的连接料、金属装饰油墨和涂料、纸塑复合胶粘剂等诸多领域。
为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本发明所提供的UV光固化环氧丙烯酸酯树脂及其制备方法进行详细描述。
实施例1
一种UV光固化环氧丙烯酸酯树脂，其制备方法包括如下步骤：
步骤A1、将丙烯酸羟丙酯、苯酐、对苯二酚和吩噻嗪混合在一起，并在95℃条件下搅拌反应，直至反应液的酸值达到230mgKOH/g，记录该步骤反应时间(该步骤反应时间为4h)，从而得到第一反应液。
步骤B1、将所述第一反应液降温至80℃以下，然后加入双酚A环氧树脂和三乙胺，并控制反应温度在90℃进行搅拌反应，直至反应液的酸值小于5mgKOH/g，记录该步骤反应时间(该步骤反应时间为5h)，过滤出料，从而制得UV光固化环氧丙烯酸酯树脂。
其中，丙烯酸羟丙酯、苯酐、对苯二酚、吩噻嗪、三乙胺、双酚A环氧树脂的质量份之比30:25:0.1:0.3:0.1:45。
实施例2
一种UV光固化环氧丙烯酸酯树脂，其制备方法包括如下步骤：
步骤A2、将甲基丙烯酸羟丙酯、丁二酸酐、对羟基苯甲醚和吩噻嗪混合在一起，并在100℃条件下搅拌反应，直至反应液的酸值达到245mgKOH/g，记录该步骤反应时间(该步骤反应时间为4.5h)，从而得到第一反应液。
步骤B2、将所述第一反应液降温至78℃，然后加入缩水甘油醚和三苯基膦，并控制反应温度在95℃进行搅拌反应，直至反应液的酸值小于5mgKOH/g，记录该步骤反应时间(该步骤反应时间为5h)，过滤出料，从而制得UV光固化环氧丙烯酸酯树脂。
其中，甲基丙烯酸羟丙酯、丁二酸酐、对羟基苯甲醚、吩噻嗪、三苯基膦、缩水甘油醚的质量份之比25:30:0.1:0.3:0.1:45。
实施例3
一种UV光固化环氧丙烯酸酯树脂，其制备方法包括如下步骤：
步骤A3、将丙烯酸羟乙酯、顺丁二烯酸酐、对羟基苯甲醚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚混合在一起，并在95℃条件下搅拌反应，直至反应液的酸值达到235mgKOH/g，记录该步骤反应时间(该步骤反应时间为4h)，从而得到第一反应液。
步骤B3、将所述第一反应液降温至80℃，然后加入双酚A环氧树脂和三乙胺，并控制反应温度在95℃进行搅拌反应，直至反应液的酸值小于5mgKOH/g，记录该步骤反应时间(该步骤反应时间为5.5h)，过滤出料，从而制得UV光固化环氧丙烯酸酯树脂。
其中，丙烯酸羟乙酯、顺丁二烯酸酐、对羟基苯甲醚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、三乙胺、双酚A环氧树脂的质量份之比25:25:0.1:0.3:0.1:50。
实施例4
一种UV光固化环氧丙烯酸酯树脂，其制备方法包括如下步骤：
步骤A4、将甲基丙烯酸羟丙酯、四氢苯酐、对苯二酚、吩噻嗪混合在一起，并在100℃条件下搅拌反应，直至反应液的酸值达到235mgKOH/g，记录该步骤反应时间(该步骤反应时间为4.5h)，从而得到第一反应液。
步骤B4、将所述第一反应液降温至80℃，然后加入丙三醇环氧树脂和三乙胺，并控制反应温度在95℃进行搅拌反应，直至反应液的酸值小于5mgKOH/g，记录该步骤反应时间(该步骤反应时间为5.5h)，过滤出料，从而制得UV光固化环氧丙烯酸酯树脂。
其中，甲基丙烯酸羟丙酯、四氢苯酐、对苯二酚、吩噻嗪、三乙胺、丙三醇环氧树脂的质量份之比25:30:0.1:0.3:0.1:45。
综上可见，本发明实施例不仅兼具优异的柔韧性和抗冲击性能，而且制备方法简单，成本低廉，应用范围广，可广泛应用于木器、硬质塑胶清漆、平版和丝网印刷的连接料、金属装饰油墨和涂料、纸塑复合胶粘剂等诸多领域。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种UV光固化环氧丙烯酸酯树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A、将羟基丙酸酯、酸酐、阻聚剂和抗氧剂混合在一起，并在90～100℃条件下搅拌反应，直至反应液的酸值达到230～250mgKOH/g，从而得到第一反应液；
步骤B、将所述第一反应液降温至不高于80℃，然后加入催化剂和环氧树脂，并控制反应温度在90～100℃进行反应，直至反应液的酸值小于5mgKOH/g，从而制得UV光固化环氧丙烯酸酯树脂。
2.根据权利要求1所述的UV光固化环氧丙烯酸酯树脂的制备方法，其特征在于，上述各原料的质量份之比为：
3.根据权利要求1所述的UV光固化环氧丙烯酸酯树脂的制备方法，其特征在于，所述的羟基丙酸酯、酸酐、环氧树脂、催化剂、阻聚剂和抗氧剂中含水量均低于500ppm。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的UV光固化环氧丙烯酸酯树脂的制备方法，其特征在于，所述的羟基丙酸酯采用甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯中的至少一种。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的UV光固化环氧丙烯酸酯树脂的制备方法，其特征在于，所述酸酐采用苯酐、顺丁二烯酸酐、四氢苯酐、丁二酸酐、六氢苯酐、偏苯三酸酐中的至少一种。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的UV光固化环氧丙烯酸酯树脂的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂采用双酚A环氧树脂、缩水甘油醚、酚醛环氧树脂、丙三醇环氧树脂、脂肪酸甘油酯环氧树脂中的至少一种。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的UV光固化环氧丙烯酸酯树脂的制备方法，其特征在于，所述催化剂采用三乙胺、三苯基膦、N,N-二甲基苄胺中的至少一种。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的UV光固化环氧丙烯酸酯树脂的制备方法，其特征在于，所述阻聚剂为对羟基苯甲醚、对苯二酚、2,5-二甲基对苯二酚中的至少一种。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的UV光固化环氧丙烯酸酯树脂的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂采用吩噻嗪、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚中的至少一种。
10.一种UV光固化环氧丙烯酸酯树脂，其特征在于，采用上述权利要求1至4中任一项所述的制备方法制备而成。
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| PB01 | Publication | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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