CN112608445A - 一种紫外光固化树脂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种紫外光固化树脂及其制备方法。所述紫外光固化树脂的原料包括，异佛尔酮二异氰酸酯，含氟聚醚多元醇，二羟甲基丙酸，氟化扩链剂，中和剂，丙烯酸羟乙酯，去离子水及二月桂酸二丁基锡。制备方法为将含氟聚醚多元醇真空脱水，降温至80～90℃后，加入异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡反应，加入二羟甲基丙酸、氟化扩链剂继续反应，降温至60～70℃，加入丙烯酸羟乙酯进行封端反应，降温至30～40℃，加入中和剂反应，再加入去离子水分散形成乳液即可。该紫外光固化树脂成膜性能好，固化物对水的接触角达101‑108°，拉伸强度达7.8～16.1MPa，断裂伸长率为225～280％，阻尼性能良好。

Description

一种紫外光固化树脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种紫外光固化树脂及其制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术
UV固化水性聚氨酯树脂是以水为主要分散介质，具有价廉、安全环保、不燃、使用方便等优点，已在涂层、皮革涂饰、织物处理、油墨等技术领域得到了广泛的应用。然而，通常UV固化水性聚氨酯树脂在制备过程中引入了亲水基团，使树脂的固化物的耐水性比溶剂型树脂性能差，表面性能差，具体体现为对水的接触角低，一般低于90°，限制了其应用。为了拓宽UV固化水性聚氨酯树脂的应用范围，在UV固化水性聚氨酯树脂分子链中引入功能性元素或者基团以改善这些性能成为该领域的研究热点。其中，氟元素改性UV固化水性树脂制备氟改性的UV固化水性树脂技术近年来受到了重视和欢迎。
但目前含氟类单体功能基团少，可用于UV固化水性树脂改性的品种有限。工业上，常用外乳化直接将含氟有机化合物和UV固化水性树脂共混，但二者相容性差，在乳液和固体膜中分布不均匀，达不到改性目的。而以含氟(甲基)丙烯酸酯为原料制备氟改性UV固化水性树脂的方法，存在合成工艺复杂，不利于工业化生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：现有UV固化水性聚氨酯树脂存在的对水接触角低、制备复杂等技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种紫外光固化树脂，其特征在于，原料按重量份数计算，包括以下组分：
Figure BDA0002817991710000011
Figure BDA0002817991710000021
优选地，所述含氟聚醚多元醇包括以下按重量份数计算的组分：
Figure BDA0002817991710000022
所述的溶剂为二氯甲烷、氯仿或两者的混合物；
所述的催化剂为三氟化硼乙醚、浓硫酸和三氟甲磺酸中的任意一种或几种的混合物。
更优选地，所述的含氟环氧化合物包括以下按重量份数计算的组分：
Figure BDA0002817991710000023
进一步地，所述含氟环氧化合物的制备方法为：将六氟异丙醇、二丁基锡二月桂酸酯混合均匀后，加入异佛尔酮二异氰酸酯，控制反应温度为50℃，时间为2h后，加入环氧丙醇反应2小时，即得含氟环氧化合物。
更优选地，所述含氟聚醚多元醇的制备方法为：依次将溶剂、三羟甲基丙烷、催化剂混合，在N2保护下，降温至5℃后，以1mL/秒的速度滴加含氟环氧化合物，然后在5℃反应3～5h，得到澄清液体；再向所得的澄清液体中加入为澄清液体体积2倍的水进行洗涤；于分液漏斗中静置分层，分液后得到下层白色乳浊液；将下层所得白色乳浊液控制压力为-755mmHg进行减压蒸馏，以除去溶剂和水分，即得含氟聚醚多元醇。
优选地，所述氟化扩链剂的原料包括重量比为120～240：100～200：245～406：10～100：0.01～0.02的2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊醇、异佛尔酮二异氰酸酯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、溶剂和催化剂；所述的溶剂为丙酮、乙酸乙酯或两种组成的混合物；所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡；
更优选地，所述氟化扩链剂的制备方法为：将2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊醇、异佛尔酮二异氰酸酯、催化剂依次加入到反应容器中，升温至20～50℃，将溶剂以0.05-0.1mL/s的速度加入到反应容器中，搅拌下反应1～3h，然后加入1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷，升温至70～90℃，搅拌下反应1～5h，即得氟化扩链剂。
优选地，所述的中和剂为三乙胺。
优选地，所述紫外光固化树脂的原料组成为以下配方中的任意一种：
配方一：
Figure BDA0002817991710000031
其中，所述的含氟聚醚多元醇按重量份数计算包括以下组分：
Figure BDA0002817991710000032
所述的含氟环氧化合物按重量份数计算包括以下组分：
Figure BDA0002817991710000033
所述的氟化扩链剂包括重量比为120：100：245：10：0.01的2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊醇、异佛尔酮二异氰酸酯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、溶剂和催化剂；
配方二：
Figure BDA0002817991710000034
Figure BDA0002817991710000041
其中，所述的含氟聚醚多元醇按重量份数计算包括以下组分：
Figure BDA0002817991710000042
所述的含氟环氧化合物按重量份数计算包括以下组分：
Figure BDA0002817991710000043
所述氟化扩链剂的原料包括重量比为240：200：406：100：0.02的2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊醇、异佛尔酮二异氰酸酯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、溶剂和催化剂；
配方三：
Figure BDA0002817991710000044
其中，所述的含氟聚醚多元醇按重量份数计算包括以下组分：
Figure BDA0002817991710000045
Figure BDA0002817991710000051
所述的含氟环氧化合物按重量份数计算包括以下组分：
Figure BDA0002817991710000052
所述的氟化扩链剂包括重量比为170：150：320：30：0.015的2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊醇、异佛尔酮二异氰酸酯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、溶剂和催化剂。
本发明还提供了上述紫外光固化树脂的制备方法，其特征在于，将含氟聚醚多元醇在氮气保护下110～120℃下真空脱水1～2h，降温至80～90℃后，加入异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，在氮气保护下搅拌反应2～4h，加入二羟甲基丙酸、氟化扩链剂继续在氮气保护下搅拌反应1～2h，降温至60～70℃，加入丙烯酸羟乙酯，在氮气保护下进行封端反应1～2h，降温至30～40℃，加入中和剂在氮气保护下反应0.5～1h，再加入去离子水分散形成乳液，即得紫外光固化树脂。
本发明首先将2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊醇通过化学改性技术引入进而制备含氟的二醇化合物(氟化扩链剂)，该氟化扩链剂通过扩链作用引入聚氨酯分子链上用制备UV固化的水性含氟聚氨酯，该UV固化水性树脂可广泛用于飞机、船舶、建筑、交通和各种机械的涂层防护技术领域。
上述所得的紫外光固化树脂的固化物，采用德国Dataphysics公司OCA40Micro表面接触角测试仪测与水的接触角，选取样品表面5个不同光滑的地方测量，取其平均值，其对水的接触角达101-108°。
进一步，上述所得的紫外光固化树脂的固化物，经按GB/T1040-1992塑料拉伸性能试验方法检测，其拉伸强度达7.8～16.1MPa，断裂伸长率为225～280％，进一步表明了其具有较高的力学性能。
上述所得的紫外光固化树脂，由于其具有成膜性能好、对水的接触角高，可用于配制各种低表面能的水性聚氨酯涂料，可广泛用于飞机、船舶、建筑、交通和各种机械的防护。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的紫外光固化树脂首先采用独特化学结构的异佛尔酮二异氰酸酯桥接术将六氟异丙醇和环氧丙醇有机结合，制备含氟环氧化合物，进而制备了含氟聚醚多元醇，该技术路线制备的含氟聚醚多元醇具有技术简单，成本低廉，易于实现等多种优势；
2、本发明采用独特化学结构的异佛尔酮二异氰酸酯桥接技术将2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊醇和1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷进行化学反应，得到了含有两羟基的含氟化合物(氟化扩链剂)，由该氟化扩链剂制备水性含氟聚氨酯分子结构中含有大量的C-F键，C-F键键能高，而且F原子会与硬段相中-NHCOO-键中的H原子形成大量的氢键，从而使水性聚氨酯漆膜的力学性能大大提高；
3、由于所制的水性含氟聚氨酯结构中的C-F键在固化过程中迁移至材料表面，在涂膜表面层富集了大量含氟基团，从而使其的固化物大大提高的对水的接触角。进一步，由于采用了三官能度的1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷做原料，并将其用于制备扩链剂，由其制备的UV固化水性树脂结构中含有较大的空间位阻，在受到动态力的时候，表现出较好的阻尼性能；
4、本发明所得的一种紫外光固化树脂由于不含有机溶剂，因此具有环保的特点；
5、本发明所得的一种紫外光固化树脂的固化物，采用德国Dataphysics公司OCA40Micro表面接触角测试仪测与水的接触角，选取样品表面5个不同光滑的地方测量，取其平均值，其对水的接触角达101-108°；
6、经按GB/T1040-1992塑料拉伸性能试验方法检测，其拉伸强度达7.8～16.1MPa，断裂伸长率为225～280％，进一步表明了其具有较好的力学性能；
7、本发明的紫外光固化树脂经两步反应制备，反应条件温和，适合工业化生产。
本发明提供的一种紫外光固化树脂的制备方法，其制备路线短、反应温和，不需要压力反应设备，因此具有制备过程简单、操作方便、反应条件温和，适于工业化生产，可广泛用于飞机、船舶、建筑、交通和各种机械设备的保护。
附图说明
图1为实施例1所得的紫外光固化树脂的固化物的红外光谱图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
本发明各实施例所用的原料中除特殊表明的厂家及型号外，其他原料均为市售，规格均为化学纯。
本发明所用的各种设备的型号及生产厂家的信息如下：
380型红外色谱仪，美国Nicolet公司；
OCA40 Micro表面接触角测试仪，德国Dataphysics公司。
实施例1
一种紫外光固化树脂，按重量份数计算，其原料包括：
Figure BDA0002817991710000071
其中，所述含氟聚醚多元醇其特征在于按重量份数计算，其组成及含量如下：
Figure BDA0002817991710000072
其中，所述溶剂为二氯甲烷、氯仿或二氯甲烷与氯仿组成的混合物；
所述催化剂为三氟化硼乙醚、浓硫酸、三氟甲磺酸中的一种或两种以上组成的混合物；
所述的含氟环氧化合物，按重量份数计算，其成分组成如下：
Figure BDA0002817991710000073
Figure BDA0002817991710000081
所述的中和剂为三乙胺。按重量份数计算，所述的氟化扩链剂的原料包括重量比为120：100：245：10：0.01的2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊醇、异佛尔酮二异氰酸酯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、溶剂和催化剂；所述的溶剂为丙酮；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
所述的紫外光固化树脂的制备方法，步骤如下：
1)将六氟异丙醇、二丁基锡二月桂酸酯加入三口瓶中，搅拌均匀后，加入异佛尔酮二异氰酸酯，控制反应温度为50℃，时间为2h后，加入环氧丙醇反应2小时，即得含氟环氧化合物。
2)依次将溶剂、三羟甲基丙烷、催化剂加入500mL圆底三口烧瓶中，在N2保护下，降温至5℃后再向体系中以1mL/秒的速度滴加含氟环氧化合物，然后在5℃反应3～5h，得到澄清液体；再向所得的澄清液体中加入为澄清液体体积2倍的水进行洗涤；于分液漏斗中静置分层，分液后得到下层白色乳浊液；将下层所得白色乳浊液控制压力为-755mmHg进行减压蒸馏，以除去溶剂和水分，最终得透明粘稠的含氟聚醚多元醇。
3)按重量比将2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊醇、异佛尔酮二异氰酸酯、催化剂依次加入到四口烧瓶中，升温至30℃，按重量比将溶剂以0.05mL/s的速度加入到四口烧瓶中，搅拌下反应1h，然后按重量比加入1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷，升温至70℃，搅拌下反应5h，即得氟化扩链剂。
将所制得氟化扩链剂溶于氘代氯仿(CDCl3)溶剂中，测定其1H谱。所用表征仪器为Bruker ADVANCEIII HD 400，结果为：异佛尔酮二异氰酸酯化合物环外-CH3的质子峰出现在δ＝1.11ppm处，环中-CH2-质子峰出现在δ＝1.28ppm处，与氨酯键相连的-CH2-质子峰出现在δ＝2.90ppm处，δ＝0.96ppm是1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷中-CH3-的质子峰，δ＝3.50ppm处为1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷上与羟基相邻-CH2-的质子峰，δ＝2.9ppm处为1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷上与氨酯键相邻的-CH2-的质子峰，δ＝5.85ppm处为与氟碳链相邻-CH2-的质子峰，表明氟化扩链剂的成功合成。
4)将含氟聚醚多元醇置于带有搅拌器、温度计、N2保护装置的500mL四口烧瓶中，在氮气保护下110℃下真空脱水1h。降温至80℃后，加入异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，在氮气保护下搅拌反应2h，加入二羟甲基丙酸、氟化扩链剂继续在氮气保护下搅拌反应1h，降温至60～70℃，加入丙烯酸羟乙酯在氮气保护下进行封端反应2h，降温至30℃加入中和剂在氮气保护下反应0.5h，再加入去离子水并快速分散形成稳定的乳液，即得紫外光固化树脂。
取步骤4)所得的10份紫外光固化树脂，加入0.6份的光引发剂IRGACURE1173并搅拌均匀，涂覆在四氟乙烯板上，于60℃干燥至恒重，在UV光源为125W/cm、波长为365nm的的汞灯的紫外光固化机上进行UV辐照固化，紫外光固化树脂距离UV光源为15cm，即得厚约0.05mm的紫外光固化树脂乳胶膜；
将上述所得的紫外光固化树脂乳胶膜通过红外色谱仪(美国Nicolet公司380型)进行红外光谱分析，所得的红外光谱图如图1所示，从图1中可以看出，
2927.92cm-1是-CH3中C-H键的伸缩振动吸收峰；
1725.24cm-1为氨基甲酸酯结构中-C＝O-的伸缩振动吸收峰；
1249.35cm-1是C-F伸缩振动吸收峰；
1468.45cm-1是C-H键的弯曲振动吸收峰；
以上表明，本发明所得的紫外光固化树脂乳胶膜已经成功发生了UV固化反应。
上述所得的紫外光固化树脂的固化物，采用德国Dataphysics公司OCA40Micro表面接触角测试仪测与水的接触角，选取样品表面5个不同光滑的地方测量，取其平均值，其对水的接触角达108°。
上述所得的紫外光固化树脂的固化物，按GB/T1040-1992塑料拉伸性能试验方法检测，其拉伸强度达16.1MPa，断裂伸长率为225％，进一步表明了其具有较高的力学性能。
上述所得的紫外光固化树脂的固化物，按照使用德国耐驰公司的DMA242C型动态机械热分析仪进行测量，拉伸模式，测试频率为1Hz，测试温度范围－80～200℃，升温速率为5℃/min。该树脂成膜物的损耗角正切值tanδ为0.3的阻尼温域为40～200℃。
由此表明，实施例1所得的紫外光固化树脂的固化物具有对水的接触角高、阻尼、力学性能好等特性，能满足水性紫外光固化树脂的应用。
实施例2
一种紫外光固化树脂，按重量份数计算，其原料包括：
Figure BDA0002817991710000101
其中，所述含氟聚醚多元醇其特征在于按重量份数计算，其组成及含量如下：
Figure BDA0002817991710000102
其中，所述溶剂为二氯甲烷、氯仿或二氯甲烷与氯仿组成的混合物；
所述催化剂为三氟化硼乙醚、浓硫酸、三氟甲磺酸中的一种或两种以上组成的混合物；
所述的含氟环氧化合物，按重量份数计算，其成分组成如下：
Figure BDA0002817991710000103
其中，所述二丁基锡二月桂酸酯为苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵的一种或两种以上组成的混合物；
所述的中和剂为三乙胺。
按重量份数计算，所述的氟化扩链剂的原料包括重量比为240：200：406：100：0.02的2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊醇、异佛尔酮二异氰酸酯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、溶剂和催化剂；所述的溶剂为丙酮、乙酸乙酯按体积比1:1组成的混合物；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
上述的紫外光固化树脂的制备方法，步骤如下：
1)将六氟异丙醇、二丁基锡二月桂酸酯加入三口瓶中，搅拌均匀后，加入异佛尔酮二异氰酸酯，控制反应温度为50℃，时间为2h后，加入环氧丙醇反应2小时，即得含氟环氧化合物。
2)依次将溶剂、三羟甲基丙烷、催化剂加入500mL圆底三口烧瓶中，在N2保护下，降温至5℃后再向体系中以1mL/秒的速度滴加含氟环氧化合物，然后在5℃反应3～5h，得到澄清液体；
再向所得的澄清液体中加入为澄清液体体积2倍的水进行洗涤；于分液漏斗中静置分层，分液后得到下层白色乳浊液；将下层所得白色乳浊液控制压力为-755mmHg进行减压蒸馏，以除去溶剂和水分，最终得透明粘稠的含氟聚醚多元醇。
3)按重量比将2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊醇、异佛尔酮二异氰酸酯、催化剂依次加入到四口烧瓶中，升温至50℃，按重量比将溶剂以0.1mL/s的速度加入到四口烧瓶中，搅拌下反应1h，然后按重量比加入1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷，升温至90℃，搅拌下反应1h，即得氟化扩链剂。
4)将含氟聚醚多元醇置于带有搅拌器、温度计、N2保护装置的500mL四口烧瓶中，在氮气保护下120℃下真空脱水2h。降温至90℃后，加入异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，在氮气保护下搅拌反应4h，加入二羟甲基丙酸、氟化扩链剂继续在氮气保护下搅拌反应2h，降温至70℃，加入丙烯酸羟乙酯在氮气保护下进行封端反应2h，降温至40℃加入中和剂在氮气保护下反应1h，再加入去离子水并快速分散形成稳定的乳液，即得紫外光固化树脂。
取步骤4)所得的10份紫外光固化树脂，加入0.4份的光引发剂IRGACURE1173并搅拌均匀，涂覆在四氟乙烯板上，于60℃干燥至恒重，在UV光源为125W/cm、波长为365nm的汞灯的紫外光固化机上进行UV辐照固化，紫外光固化树脂距离UV光源为15cm，即得厚约0.05mm的紫外光固化树脂乳胶膜；
上述所得的紫外光固化树脂的固化物，采用德国Dataphysics公司OCA40Micro表面接触角测试仪测与水的接触角，选取样品表面5个不同光滑的地方测量，取其平均值，其对水的接触角达101°。
上述所得的紫外光固化树脂的固化物，经按GB/T1040-1992塑料拉伸性能试验方法检测，其拉伸强度达7.8MPa，断裂伸长率为280％，进一步表明了其具有较高的力学性能。
上述所得的紫外光固化树脂的固化物，按照使用德国耐驰公司的DMA 242C型动态机械热分析仪进行测量，拉伸模式，测试频率为1Hz，测试温度范围－80～200℃，升温速率为5℃/min。该树脂成膜物的损耗角正切值tanδ为0.3的阻尼温域为32～1101℃。
由此表明，实施例2所得的紫外光固化树脂的固化物具有对水的接触角高、阻尼、力学性能好等特性，能满足水性紫外光固化树脂的应用。
实施例3
一种紫外光固化树脂，按重量份数计算，其原料包括：
Figure BDA0002817991710000121
其中，所述含氟聚醚多元醇其特征在于按重量份数计算，其组成及含量如下：
Figure BDA0002817991710000122
其中，所述溶剂为二氯甲烷、氯仿或二氯甲烷与氯仿组成的混合物；
所述催化剂为三氟化硼乙醚、浓硫酸、三氟甲磺酸中的一种或两种以上组成的混合物；
所述的含氟环氧化合物，按重量份数计算，其成分组成如下：
Figure BDA0002817991710000131
其中，所述二丁基锡二月桂酸酯为苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵的一种或两种以上组成的混合物；
所述的中和剂为三乙胺。
按重量份数计算，所述的氟化扩链剂的原料包括重量比为170：150：320：30：0.015的2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊醇、异佛尔酮二异氰酸酯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、溶剂和催化剂；所述的溶剂为乙酸乙酯；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
上述的紫外光固化树脂的制备方法，步骤如下：
1)将六氟异丙醇、二丁基锡二月桂酸酯加入三口瓶中，搅拌均匀后，加入异佛尔酮二异氰酸酯，控制反应温度为50℃，时间为2h后，加入环氧丙醇反应2小时，即得含氟环氧化合物。
2)依次将溶剂、三羟甲基丙烷、催化剂加入500mL圆底三口烧瓶中，在N2保护下，降温至5℃后再向体系中以1mL/秒的速度滴加含氟环氧化合物，然后在5℃反应3～5h，得到澄清液体；
再向所得的澄清液体中加入为澄清液体体积2倍的水进行洗涤；于分液漏斗中静置分层，分液后得到下层白色乳浊液；将下层所得白色乳浊液控制压力为-755mmHg进行减压蒸馏，以除去溶剂和水分，最终得透明粘稠的含氟聚醚多元醇。
3)按重量比将2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊醇、异佛尔酮二异氰酸酯、催化剂依次加入到四口烧瓶中，升温至35℃，按重量比将溶剂以0.08mL/s的速度加入到四口烧瓶中，搅拌下反应2h，然后按重量比加入1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷，升温至80℃，搅拌下反应2h，即得氟化扩链剂。
4)将含氟聚醚多元醇置于带有搅拌器、温度计、N2保护装置的500mL四口烧瓶中，在氮气保护下110℃下真空脱水1.5h。降温至85℃后，加入异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，在氮气保护下搅拌反应3h，加入二羟甲基丙酸、氟化扩链剂继续在氮气保护下搅拌反应1h，降温至65℃，加入丙烯酸羟乙酯在氮气保护下进行封端反应1.5h，降温至35℃加入中和剂在氮气保护下反应0.75h，再加入去离子水并快速分散形成稳定的乳液，即得紫外光固化树脂。
取步骤4)所得的10份紫外光固化树脂，加入0.5份的光引发剂IRGACURE1173并搅拌均匀，涂覆在四氟乙烯板上，于60℃干燥至恒重，在UV光源为125W/cm、波长为365nm的的汞灯的紫外光固化机上进行UV辐照固化，紫外光固化树脂距离UV光源为15cm，即得厚约0.05mm的紫外光固化树脂乳胶膜；
上述所得的紫外光固化树脂的固化物，采用德国Dataphysics公司OCA40Micro表面接触角测试仪测与水的接触角，选取样品表面5个不同光滑的地方测量，取其平均值，其对水的接触角达103°。
上述所得的紫外光固化树脂的固化物，按GB/T1040-1992塑料拉伸性能试验方法检测，其拉伸强度达10.8MPa，断裂伸长率为263％，进一步表明了其具有较高的力学性能。
上述所得的紫外光固化树脂的固化物，按照使用德国耐驰公司的DMA242C型动态机械热分析仪进行测量，拉伸模式，测试频率为1Hz，测试温度范围－80～200℃，升温速率为5℃/min。该树脂成膜物的损耗角正切值tanδ为0.3的阻尼温域为23～182℃。
由此表明，实施例3所得的紫外光固化树脂的固化物具有对水的接触角高、阻尼、力学性能好等特性，能满足水性紫外光固化树脂的应用。

Claims (10)

1.一种紫外光固化树脂，其特征在于，原料按重量份数计算，包括以下组分：
Figure FDA0002817991700000011
2.如权利要求1所述的紫外光固化树脂，其特征在于，所述含氟聚醚多元醇包括以下按重量份数计算的组分：
Figure FDA0002817991700000012
所述的溶剂为二氯甲烷、氯仿或两者的混合物；
所述的催化剂为三氟化硼乙醚、浓硫酸和三氟甲磺酸中的任意一种或几种的混合物。
3.如权利要求2所述的紫外光固化树脂，其特征在于，所述的含氟环氧化合物包括以下按重量份数计算的组分：
Figure FDA0002817991700000013
4.如权利要求3所述的紫外光固化树脂，其特征在于，所述含氟环氧化合物的制备方法为：将六氟异丙醇、二丁基锡二月桂酸酯混合均匀后，加入异佛尔酮二异氰酸酯，控制反应温度为50℃，时间为2h后，加入环氧丙醇反应2小时，即得含氟环氧化合物。
5.如权利要求2所述的紫外光固化树脂，其特征在于，所述含氟聚醚多元醇的制备方法为：依次将溶剂、三羟甲基丙烷、催化剂混合，在N2保护下，降温至5℃后，以1mL/秒的速度滴加含氟环氧化合物，然后在5℃反应3～5h，得到澄清液体；再向所得的澄清液体中加入为澄清液体体积2倍的水进行洗涤；于分液漏斗中静置分层，分液后得到下层白色乳浊液；将下层所得白色乳浊液控制压力为-755mmHg进行减压蒸馏，以除去溶剂和水分，即得含氟聚醚多元醇。
6.如权利要求1所述的紫外光固化树脂，其特征在于，所述氟化扩链剂的原料包括重量比为120～240：100～200：245～406：10～100：0.01～0.02的2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊醇、异佛尔酮二异氰酸酯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、溶剂和催化剂；所述的溶剂为丙酮、乙酸乙酯或两种组成的混合物；所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡；
7.如权利要求6所述的紫外光固化树脂，其特征在于，所述氟化扩链剂的制备方法为：将2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊醇、异佛尔酮二异氰酸酯、催化剂依次加入到反应容器中，升温至20～50℃，将溶剂以0.05-0.1mL/s的速度加入到反应容器中，搅拌下反应1～3h，然后加入1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷，升温至70～90℃，搅拌下反应1～5h，即得氟化扩链剂。
8.如权利要求1所述的紫外光固化树脂，其特征在于，所述的中和剂为三乙胺。
9.如权利要求1-8任意一项所述的紫外光固化树脂，其特征在于，所述紫外光固化树脂的原料组成为以下配方中的任意一种：
配方一：
Figure FDA0002817991700000021
其中，所述的含氟聚醚多元醇按重量份数计算包括以下组分：
Figure FDA0002817991700000022
Figure FDA0002817991700000031
所述的含氟环氧化合物按重量份数计算包括以下组分：
Figure FDA0002817991700000032
所述的氟化扩链剂包括重量比为120：100：245：10：0.01的2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊醇、异佛尔酮二异氰酸酯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、溶剂和催化剂；
配方二：
Figure FDA0002817991700000033
其中，所述的含氟聚醚多元醇按重量份数计算包括以下组分：
Figure FDA0002817991700000034
所述的含氟环氧化合物按重量份数计算包括以下组分：
Figure FDA0002817991700000035
所述的氟化扩链剂的原料包括重量比为240：200：406：100：0.02的2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊醇、异佛尔酮二异氰酸酯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、溶剂和催化剂；
配方三：
Figure FDA0002817991700000041
其中，所述的含氟聚醚多元醇按重量份数计算包括以下组分：
Figure FDA0002817991700000042
所述的含氟环氧化合物按重量份数计算包括以下组分：
Figure FDA0002817991700000043
所述的氟化扩链剂包括重量比为170：150：320：30：0.015的2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊醇、异佛尔酮二异氰酸酯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、溶剂和催化剂。
10.权利要求1-9任意一项所述的紫外光固化树脂的制备方法，其特征在于，将含氟聚醚多元醇在氮气保护下110～120℃下真空脱水1～2h，降温至80～90℃后，加入异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，在氮气保护下搅拌反应2～4h，加入二羟甲基丙酸、氟化扩链剂继续在氮气保护下搅拌反应1～2h，降温至60～70℃，加入丙烯酸羟乙酯，在氮气保护下进行封端反应1～2h，降温至30～40℃，加入中和剂在氮气保护下反应0.5～1h，再加入去离子水分散形成乳液，即得紫外光固化树脂。
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