季铵盐型亲水性紫外光固化树脂的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种季铵盐型亲水性紫外光固化树脂的制备方法，其包括如下步骤：将二元聚醚胺与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵在室温下进行迈克尔加成反应，得到双末端仲氨基化合物中间体；将所述双末端仲氨基化合物中间体与多官能度丙烯酸酯在40～45℃下进行迈克尔加成反应，得到所述季铵盐型亲水性紫外光固化树脂。本发明专利技术的优点在于：1、季铵盐型亲水性紫外光固化树脂制备简单，在较低温度下，短时间内通过两步迈克尔加成反应即可以制得；2、该季铵盐型亲水性紫外光固化树脂因为具有以化学键固定在光固化后形成的交联网络上的季铵盐结构，应用到防雾涂料中，可以保证涂膜具有优异的初始及持续防雾性能。

Preparation method of quaternary ammonium type hydrophilic ultraviolet curing resin

The present invention provides a method for preparing quaternary ammonium salt type hydrophilic UV curing resin, which comprises the following steps: two yuan polyetheramines and acryloxyethyl three methyl ammonium chloride at room temperature, Michael reaction, double end secondary amino compounds; the two ends of secondary amino compounds with polyfunctional acrylate in 40 ~ 45 DEG C under Michael addition reaction, the quaternary ammonium type hydrophilic UV curing resin. The invention has the advantages that: 1, the quaternary ammonium salt type hydrophilic UV curing resin has the advantages of simple preparation, at low temperature, short time through the two step Michael reaction that can be prepared; 2, the quaternary ammonium type hydrophilic UV curing resin with quaternary ammonium salt structure by chemical bond fixed form cross-linked network in light cured the application to anti fog coating, can ensure that the coating has excellent initial and sustained anti fog performance.

【技术实现步骤摘要】
季铵盐型亲水性紫外光固化树脂的制备方法
本专利技术涉及一种季铵盐型亲水性紫外光固化树脂的制备方法，属于高分子材料合成

技术介绍
空气中的水蒸气在温度低于露点时，便会凝结成微小的液滴而成雾。这种不良的影响经常发生在窗户、浴室镜子、眼镜、游泳及潜水眼镜、挡风玻璃、光学仪器镜头、太阳能电池透光板、车灯、指示灯、农膜等这些与我们生活紧密相关的透明材料上。透明材料表面水滴雾化的结果，不仅透光率下降影响视觉，有时会产生危害，例如当雾滴凝结在如红外光学显微镜等精密分析仪器的透镜表面上时，其分析的准确性会降低。而当雾滴凝结在太阳能电池透光板上时，致使太阳能吸收效率降低，从而不利于太阳能电池设备充分发挥应有的作用。为了解决这些问题，一般会对材料表面进行超疏水或超亲水处理。超疏水常用全氟树脂类，一方面价格较高，另一方面该类树脂一般较软，耐磨性差，同时其疏水特性也导致其表面容易吸附油污和灰尘，反而达不到要求的效果。而有机亲水涂料本身价格较为便宜，也可通过一些改性来提高其耐磨性。使用有机亲水涂层相比于疏水涂层处理方法不但施工方便，而且价格低廉。现在国内外主要集中在超亲水的研究，如涂层表面引入能形成氢键的基团如羧基、氨基、巯基、羟基；一些离子基团：羧酸根、磺酸根、铵根、磷酸根等；或是引入亲水性的乙氧基单元，当引入一定数量的这些基团或是离子时，涂层的表面可以达到超亲水的状态，水汽冷凝后在基材表面高度铺展，形成一层均匀的水膜，消除了微小水珠对光线的漫反射而达到防雾的目的。目前制备超亲水的途径主要是通过物理共混、化学表面修饰、化学键接法。中国专利CN104053731A公开了一种热固性防雾涂料，该涂料组合物包含聚氨酯分散体、改性氮丙啶固化剂、亲水性二氧化硅纳米粒子、表面活性剂。这是一种热固性水性涂料，需要在110℃以上加热20分钟以上才能发生固化，形成交联网络。虽然防雾性能较好，但是能耗高而且这里起到亲水防雾性能的成分其实主要是表面活性剂，而它根本不参与固化反应，只是被交联网络物理固定而已，在高湿度的情况下，容易流失而影响持续防雾性能。另外，亲水性二氧化硅纳米粒子还需要采用带有亲水性基团的硅烷偶联剂来进行纳米二氧化硅分散体表面处理得到，工艺比较复杂。而且亲水性硅烷偶联剂价格比较贵，而且种类稀少。因此制造成本会提高。中国专利CN102911582A公开了一种紫外光固化防雾涂料。该涂料的主体亲水性树脂是由可聚合非离子表面活性剂烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚、丙烯酸酯及丙烯酸经自由基聚合得到侧链含有羧基的聚丙烯酸酯，然后侧链羧基进行开环甲基丙烯酸缩水甘油酯的环氧基而得到侧链含有双键的光固化亲水性聚丙烯酸酯。但是，烯丙氧基单体的聚合活性比丙烯酸酯类单体的聚合活性低很多，因此会残留大量的未反应烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚。残留的烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚在涂料中尽管也会发生光聚合反应，但是其聚合活性较低，因此还是会有部分残留在涂层内，没有参与固化反应形成交联网络，只是被交联网络物理固定而已，在高湿度的情况下，容易流失而影响持续防雾性能。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种季铵盐型亲水性紫外光固化树脂，将其应用于紫外光固化防雾涂料配方中，经紫外光固化后，涂膜不但初期亲水性好，并且耐水性好，具有持久的防雾性能，涂膜硬度高、耐擦拭性好，非常适合应用于具有防雾性能要求高的领域，如车灯、挡风玻璃、浴室镜、光学透镜材料等。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供一种季铵盐型亲水性紫外光固化树脂的制备方法，其包括如下步骤：将二元聚醚胺与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵在室温下进行迈克尔加成反应，得到双末端仲氨基化合物中间体；将所述双末端仲氨基化合物中间体与多官能度丙烯酸酯在40～45℃下进行迈克尔加成反应，得到所述季铵盐型亲水性紫外光固化树脂。作为优选方案，所述二元聚醚胺与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的摩尔比为1:2。作为优选方案，所述二元聚醚胺选自D-230、D-400、D-2000、ED-600、ED-900和ED-2003中的至少一种。作为优选方案，所述多官能度丙烯酸酯为官能度不小于4的丙烯酸酯单体。若采用官能度小于4的丙烯酸酯单体，则制备的光固化树脂的官能度低，耐水性会降低，持续防雾性能差，另外耐磨性也会相应降低。作为优选方案，所述丙烯酸酯单体为含有乙氧基单元的多官单体。作为优选方案，所述含有乙氧基单元的多官单体中，乙氧基单元的数量不小于20个。所述乙氧基单元少于20个时，会导致多官能度亲水性紫外光固化树脂亲水性太差，防雾性能差。采用本专利技术方法制备的季铵盐型亲水性紫外光固化树脂的亲水程度可以由合成原料来控制，例如二元聚醚胺的分子量大，即乙氧基或异丙氧基数越多，亲水性越大；多官能度丙烯酸酯中乙氧基单元数越多，亲水性越大。对于多官能度丙烯酸酯，在同样乙氧基单元数的情况下，官能度越大，亲水性越小。因此，采用该季铵盐型亲水性紫外光固化树脂作为主体树脂用于光固化防雾涂料体系中，由于引入大量的亲水性部分，涂膜具有优异的亲水性能，可以使空气中的水汽凝结在其表面形成水膜而不是水滴，具有很好的初始防雾性能。另一方面，由于多官能度结构，可以与涂料体系中的其它紫外光固化树脂或单体，经紫外光固化后形成交联网络结构，亲水性部分不是以物理方式固定在交联网络上，而是以化学键固定在交联网络上，不会引起水或水蒸气使涂膜泡掉，所以涂膜持续亲水性好，体现出具有持续防雾性能。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、季铵盐型亲水性紫外光固化树脂制备简单，在较低温度下，短时间内通过两步迈克尔加成反应即可以制得；2、该季铵盐型亲水性紫外光固化树脂因为具有以化学键固定在光固化后形成的交联网络上的季铵盐结构，应用到防雾涂料中，可以保证涂膜具有优异的初始及持续防雾性能；3、该季铵盐型亲水性紫外光固化树脂的亲水程度可以按照需求随意控制，要满足一些领域的超亲水性需要时，可以选择乙氧基或异丙氧基数目多的二元聚醚胺和乙氧基数多的官能度稍低的多官能度丙烯酸酯，要满足具有优异耐水性，即保证初始防雾性，还兼具有优异持续防雾性能好的领域需求时，可以通过使用官能度高的多官能度丙烯酸酯来达到；4、采用本专利技术的季铵盐型亲水性紫外光固化树脂用于紫外光固化防雾涂料配方中，经紫外光固化后，涂膜初期亲水性好，同时具有很好的耐水性，反映在防雾性能上就是不但初始防雾性能好，而且具有持久的防雾性能。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。本专利技术的铵盐型亲水性紫外光固化树脂的制备方法如下：由于市售原材料限制，多官丙烯酸酯只采用以下四种：3官：乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO35mol)，其中的乙氧基数量为35；4官：乙氧基季戊四醇四丙烯酸酯(EO15mol)，其中的乙氧基数量为15；4官：乙氧基季戊四醇四丙烯酸酯(EO35mol)，其中的乙氧基数量为35；4官：乙氧基季戊四醇四丙烯酸酯(EO120mol)，其中的乙氧基数量为120；6官：乙氧基双季戊四醇六丙烯酸酯(EO96mo本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种季铵盐型亲水性紫外光固化树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将二元聚醚胺与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵在室温下进行迈克尔加成反应，得到双末端仲氨基化合物中间体；将所述双末端仲氨基化合物中间体与多官能度丙烯酸酯在40～45℃下进行迈克尔加成反应，得到所述季铵盐型亲水性紫外光固化树脂。

【技术特征摘要】
1.一种季铵盐型亲水性紫外光固化树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将二元聚醚胺与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵在室温下进行迈克尔加成反应，得到双末端仲氨基化合物中间体；将所述双末端仲氨基化合物中间体与多官能度丙烯酸酯在40～45℃下进行迈克尔加成反应，得到所述季铵盐型亲水性紫外光固化树脂。2.如权利要求1所述的季铵盐型亲水性紫外光固化树脂的制备方法，其特征在于，所述二元聚醚胺与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的摩尔比为1:2。3.如权利要求1或2所述的季铵盐型亲水性紫外光固化树脂的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞明东，王艳梅，
申请(专利权)人：上海维凯光电新材料有限公司，上海乘鹰新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31