CN116813885A - 一种uv环氧丙烯酸酯及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种UV环氧丙烯酸酯及其制备方法和应用，制备原料包括：环氧单体和丙烯酸类单体；环氧单体包括3‑苯氧基‑1,2‑环氧丙烷、3‑邻甲苯氧基‑1,2‑环氧丙烷、3‑苄氧基‑1,2‑环氧丙烷和3‑对叔丁基苯氧基‑1,2‑环氧丙烷中的至少一种；UV环氧丙烯酸酯的分子量为150～200。本发明低粘度高延展率UV环氧丙烯酸酯具有柔韧性好、高延展率、低粘度、附着力好、流平性好等特点，解决了传统UV环氧丙烯酸酯柔韧性差、延展率低、脆性高的缺陷问题。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种UV环氧丙烯酸酯及其制备方法和应用。
背景技术
UV环氧丙烯酸酯是目前UV光固化涂料行业中应用最广泛、用量最大的UV树脂，它是由环氧树脂或环氧单体和丙烯酸类单体酯化而制得。UV光固化技术在常温下瞬间固化成固体的新型涂料，具有高效、环保、节能、优质的特点，广泛应用于纸张、木材、塑料等领域。传统UV环氧丙烯酸酯因为其分子结构中含有白色晶体的双酚A(二酚基丙烷)链段，熔点156～158℃，因此具有很强的刚性、硬度同时耐化学品，但是其固化膜柔韧性差、延展率低、脆性高，同时传统UV环氧丙烯酸酯的粘度非常高，因此不适合单独用于一些要求柔韧性、或容易变形的基材领域，所以通常会与聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯等柔性UV树脂拼制使用，由此导致了制漆工序，制漆工时，制漆成本的增加。
因此，制备一种低粘度高延展率UV环氧丙烯酸酯是当务之急。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种UV环氧丙烯酸酯，解决了传统UV环氧丙烯酸酯柔韧性差、延展率低、脆性高的缺陷问题，提升了UV环氧丙烯酸酯的延展率，降低了以UV环氧丙烯酸酯为原料制备得到的UV涂料的粘度，适用于一些要求高延展率和容易变形的基材领域。
本发明的第二个方面提供了上述UV环氧丙烯酸酯的制备方法。
本发明的第三个方面提供了上述UV环氧丙烯酸酯在UV光固化涂料中的应用。
本发明的第四个方面提供了上述UV光固化涂料在装饰领域中的应用。
根据本发明第一方面的实施例提出了一种UV环氧丙烯酸酯，制备原料包括：环氧单体和丙烯酸类单体；
所述环氧单体包括3-苯氧基-1,2-环氧丙烷、3-邻甲苯氧基-1,2-环氧丙烷、3-苄氧基-1,2-环氧丙烷和3-对叔丁基苯氧基-1,2-环氧丙烷中的至少一种；
所述UV环氧丙烯酸酯的分子量为150～200。
根据本发明的第一方面的实施例至少具有以下有益效果：
本发明的UV环氧丙烯酸酯，通过分子结构中的醚键链段，使UV环氧丙烯酸酯具有高的扭曲性和拉伸性能，此外，通过筛选本发明中的几种环氧单体和丙烯酸类单体反应后，产品的分子量在保持在150～200之间，因而具备低粘度和高延展率的特性，解决了传统UV环氧丙烯酸酯具有的柔韧性差、延展率低、脆性高等缺点，在实际应用中由于粘度低，提升了流平性及颜填料润湿性，降低了活性稀释单体的使用，以本发明的UV环氧丙烯酸酯为制备原料制备得到的UV涂料适用于一些要求柔韧性好、延展率高、容易变形的基材领域。
根据本发明的一些实施例，所述丙烯酸类单体包括丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一种。
根据本发明的一些实施例，按重量份计，制备原料包括：环氧单体65.00～80.00份和丙烯酸类单体20.00～35.00份。
根据本发明的一些优选地实施例，按重量份计，制备原料包括：环氧单体65.00～70.00份和丙烯酸类单体25.00～35.00份。
根据本发明的一些优选地实施例，按重量份计，制备原料包括：环氧单体70.00～75.00份和丙烯酸类单体25.00～30.00份。
根据本发明的一些实施例，制备原料还包括：催化剂、抗氧剂和阻聚剂。
根据本发明的一些实施例，按重量份计，制备原料包括：环氧单体65.00～80.00份、丙烯酸类单体20.00～35.00份、催化剂0.10～0.50份、抗氧剂0.30～0.60份和阻聚剂0.10～0.30份。
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根据本发明的一些实施例，所述催化剂包括三乙胺、三苯基磷和苄基三乙基氯化铵中的至少一种。
根据本发明的一些实施例，所述抗氧剂包括次亚磷酸、亚磷酸三苯酯中的至少一种。
根据本发明的一些实施例，所述阻聚剂包括对苯二酚、对羟基苯甲醚和2，6二叔丁基对甲酚中的至少一种。
根据本发明的第二方面的实施例，提出了一种UV环氧丙烯酸酯的制备方法，包括将所述UV环氧丙烯酸酯的制备原料混合反应至酸值至4mgKOH/g以下的步骤。
根据本发明的一些优选地实施例，所述UV环氧丙烯酸酯的制备方法，包括向反应釜中依次加入环氧单体、丙烯酸类单体、抗氧剂、阻聚剂，通保护气体，搅拌5分钟后加入催化剂，用2-3小时升温至90-100℃反应1小时，然后再用1小时升温至110-115℃反应3小时，中控酸值至4mgKOH/g以下，降温至70-80℃，搅拌均匀后过滤出锅。
根据本发明的一些实施例，所述保护气包括氧气和空气中的至少一种。
根据本发明的第三方面的实施例，提出了所述UV环氧丙烯酸酯在UV光固化涂料中的应用。
根据本发明的第四方面的实施例，提出了所述UV光固化涂料在装饰领域中的应用。
根据本发明的一些实施例，所述装饰领域包括基材装饰领域。
根据本发明的一些实施例，所述基材包括柜门，展柜和木门中的一种。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。本发明中的原料均为市售取得。
实施例1
本实施例提供了一种低粘度高延展率UV环氧丙烯酸酯及其制备方法，其原料及质量配比为：
UV环氧丙烯酸酯由以下步骤制备而成：
检查设备并备齐原料后，向反应釜中依次加入3-苯氧基-1,2-环氧丙烷、丙烯酸、次亚磷酸、对苯二酚，通保护空气，搅拌5分钟后加入苄基三乙基氯化铵，用2～3小时升温至90～100℃反应1小时，然后再用1小时升温至110～115℃反应3小时，中控酸值至4mgKOH/g以下，降温至70～80℃，搅拌均匀后过滤出锅。UV环氧丙烯酸酯的分子量为150～200之间。
实施例2
本实施例提供了一种低粘度高延展率UV环氧丙烯酸酯及其制备方法，其原料及质量配比为：
UV环氧丙烯酸酯由以下步骤制备而成：
检查设备并备齐原料后，向反应釜中依次加入3-苯氧基-1,2-环氧丙烷、丙烯酸、次亚磷酸、对苯二酚，通保护空气，搅拌5分钟后加入苄基三乙基氯化铵，用2～3小时升温至90～100℃反应1小时，然后再用1小时升温至110～115℃反应3小时，中控酸值至4mgKOH/g以下，降温至70～80℃，搅拌均匀后过滤出锅。
UV环氧丙烯酸酯的分子量为150～200之间。
实施例3
本实施例提供了一种低粘度高延展率UV环氧丙烯酸酯及其制备方法，其原料及质量配比为：
UV环氧丙烯酸酯由以下步骤制备而成：
检查设备并备齐原料后，向反应釜中依次加入3-苄氧基-1,2-环氧丙烷、甲基丙烯酸、次亚磷酸、对羟基苯甲醚，通保护空气，搅拌5分钟后加入苄基三乙基氯化铵，用2～3小时升温至90～100℃反应1小时，然后再用1小时升温至110～115℃反应3小时，中控酸值至4mgKOH/g以下，降温至70～80℃，搅拌均匀后过滤出锅。UV环氧丙烯酸酯的分子量为150～200之间。
实施例4
本实施例提供了一种低粘度高延展率UV环氧丙烯酸酯及其制备方法，其原料及质量配比为：
UV环氧丙烯酸酯由以下步骤制备而成：
检查设备并备齐原料后，向反应釜中依次加入3-苄氧基-1,2-环氧丙烷、3-苯氧基-1,2-环氧丙烷、丙烯酸、次亚磷酸、对羟基苯甲醚，通保护空气，搅拌5分钟后加入三苯基磷，用2～3小时升温至90～100℃反应1小时，然后再用1小时升温至110～115℃反应3小时，中控酸值至4mgKOH/g以下，降温至70～80℃，搅拌均匀后过滤出锅。UV环氧丙烯酸酯的分子量为150～200之间。
对比例1
本对比例提供了一种UV环氧丙烯酸酯，原料及质量配比同实施例1，区别在于将3-苯氧基-1,2-环氧丙烷更换成等量的液体环氧树脂E-44，其余条件相同。
对比例2
本对比例提供了一种UV环氧丙烯酸酯，原料及质量配比同实施例1，区别在于将3-邻甲苯氧基-1,2-环氧丙烷更换成等量的液体环氧树脂E-51，其余条件相同。
测试例1
按照国家相关标准，对本发明的低粘度高延展率UV环氧丙烯酸酯的基本性能进行检测，检测结果如表1所示。
表1.UV环氧丙烯酸酯性能检测
从表1的粘度数据可以看出低粘度高延展率UV环氧丙烯酸酯粘度明显比对比例的传统UV环氧丙烯酸酯低，其余指标均在合格范围。
测试例2
将本发明所获得的低粘度高延展率UV环氧丙烯酸酯用于制备UV喷涂哑光清面漆，面漆的配方如表2所示，其中配方一是以实施例1制备得到的UV环氧丙烯酸酯为原料制备得到的面漆，配方二是以对比例1，2，3，4制备得到的UV环氧丙烯酸酯为原料制备得到的面漆。
表2：UV喷涂哑光清面漆配方
将表2中得到的面漆按照国家相关标准，进行检测，检测结果如表3所示。
表3.面漆性能测试
从表3可以看出，本发明低粘度高延展率UV环氧丙烯酸酯制备的UV喷涂哑光清面漆配方具有更好的流平性和润湿性，低粘度更易于喷涂施工，优秀的延展率更适合易变形基材的使用，因此具有非常广阔的应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解到，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护范围有所附的原理要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种UV环氧丙烯酸酯，其特征在于，制备原料包括：环氧单体和丙烯酸类单体；
所述环氧单体包括3-苯氧基-1,2-环氧丙烷、3-邻甲苯氧基-1,2-环氧丙烷、3-苄氧基-1,2-环氧丙烷和3-对叔丁基苯氧基-1,2-环氧丙烷中的至少一种；
所述UV环氧丙烯酸酯的分子量为150～200。
2.根据权利要求1所述的UV环氧丙烯酸酯，其特征在于，所述丙烯酸类单体包括丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的UV环氧丙烯酸酯，其特征在于，按重量份计，制备原料包括：环氧单体65.00～80.00份和丙烯酸类单体20.00～35.00份。
4.根据权利要求1所述的UV环氧丙烯酸酯，其特征在于，制备原料还包括：催化剂、抗氧剂和阻聚剂。
5.根据权利要求4所述的UV环氧丙烯酸酯，其特征在于，所述催化剂包括三乙胺、三苯基磷和苄基三乙基氯化铵中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的UV环氧丙烯酸酯，其特征在于，所述抗氧剂包括次亚磷酸、亚磷酸三苯酯中的至少一种。
7.根据权利要求4所述的UV环氧丙烯酸酯，其特征在于，所述阻聚剂包括对苯二酚、对羟基苯甲醚和2,6二叔丁基对甲酚中的至少一种。
8.一种如权利要求1～7任一项所述UV环氧丙烯酸酯的制备方法，其特征在于，包括将所述UV环氧丙烯酸酯的制备原料混合反应至酸值至4mgKOH/g以下的步骤。
9.一种UV光固化涂料，其特征在于，所述UV光固化涂料的制备原料包括如权利要求1～7任一项所述的UV环氧丙烯酸酯。
10.一种如权利要求9所述的UV光固化涂料在装饰领域中的应用。
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