一种自乳化型辐射固化组合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种自乳化型辐射固化组合物，所述组合物是由单羟基不饱和丙烯酸酯、端羟基聚乙氧基（甲基）丙烯酸酯和二异氰酸酯在催化剂的催化作用下反应生成的加成产物在水中高速分散形成的组合物。它是水基辐射固化材料，不含溶剂，使用过程环保，不污染环境；组合物含有丙烯酸类活性双键，具有价格便宜、光固化活性高的优点；组合物含氨酯键，具有柔韧性好、拉伸强度高的优点；采用聚醚自乳化技术，不添加乳化剂，比其他外乳化型水基辐射固化材料环保；高效的氨酯化反应代替传统的酯化平衡反应，反应无副产物水产生，无需除副产物水，生产制备过程简单、节能、绿色环保。

【技术实现步骤摘要】
一种自乳化型辐射固化组合物及其制备方法
本专利技术属于化工技术绿色材料领域，具体涉及一种自乳化型辐射固化组合物及其制备方法。
技术介绍
多官能度不饱和丙烯酸酯单体广泛应用于辐射固化领域，常用的如1,6-己二醇二丙烯酸酯、季戊四醇一丙烯酸酯、二丙烯酸酯、三丙烯酸酯和四丙烯酸酯、羟丙基甘油基三丙烯酸酯、羟乙基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯等等。南京大学CN1021992792公开了一种大豆油多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯反应生成预聚体，再和丙烯酸羟乙酯反应制造的聚氨酯丙烯酸酯的方法；北京化工大学先进材料研究院公开了一种季戊四醇和少量醛酮反应，再和丙烯酸酯化生产缩醛类季戊四醇丙烯酸酯的方法；北京化工大学先进材料研究院CN104448212A还公开了一种环氧树脂改性聚氨酯丙烯酸酯；日本第一工业制药株式会社WO2014061539公布了一种聚氨酯丙烯酸酯及其反应组合物，改善了收缩性等固化性能。当前国家为了保护生态环境，实现可持续发展，大力提倡绿色制造。在化工领域，我们提倡绿色化学，在制造和应用化学产品时应有效利用原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂，实现零排放或零污染。绿色化学的开发热点既要生产开发过程实现绿色制造，又要采用先进科学技术手段,开发高技术含量的绿色化学品。目前开发辐射固化材料的热点之一就是开发零排放、绿色环保的产品。辐射固化技术是通过一定辐射波，包括可见光、非可见光、热、电子束等使液态的辐射固化材料高速聚合而成固态的一种加工工艺，广泛应用于成像材料、微电子制造、功能膜材料生产等等各种领域。在加工时，为了减低辐射固化材料的粘度，需加入稀释剂来降低它的粘度而便于进一步加工。这些稀释剂分为烃类溶剂具体又分为脂肪烃如200号溶剂汽油、煤油和芳香烃如苯、甲苯、二甲苯、200号煤焦溶剂等；酯类溶剂如醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸戊酯等，酮类溶剂如丙酮、丁酮、环戊酮、甲基异丁酮等；醇类溶剂如甲醇、乙醇、丁醇等；醚类溶剂如乙二醇—乙醚、乙二醇—丁醚、二乙二醇—乙醚等）。如香蕉水：工业用,成分为丁醇5%、甲苯21%、二甲苯5%、醋酸丁酯15%、醋酸乙酯12%，天那水主要由乙酸乙酯、乙酸正丁酯、正丁醇、丙酮、苯和二甲苯等构成，这些稀释剂实际上都是有机溶剂，因此，它对人直接或间接造成伤害，同时也污染了环境。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种自乳化型辐射固化组合物及其制备方法。本专利技术的目的是以下述方式实现的：一种自乳化型辐射固化组合物，所述组合物是由单羟基不饱和丙烯酸酯、端羟基聚乙氧基（甲基）丙烯酸酯和二异氰酸酯在催化剂的催化作用下反应生成的加成产物在水中高速分散形成的组合物。所述单羟基不饱和丙烯酸酯为季戊四醇三丙烯酸酯和（甲基）丙烯酸羟乙酯中的至少一种。所述端羟基聚乙氧基（甲基）丙烯酸酯分子量为500-5000。所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯和4,4'-二异氰酸酯二环己基甲烷中的至少一种。所述单羟基不饱和丙烯酸酯和端羟基聚乙氧基（甲基）丙烯酸酯的总摩尔数与二异氰酸酯的摩尔数之比为2:1。所述端羟基聚乙氧基（甲基）丙烯酸酯占所有含羟基丙烯酸酯总投料量的百分比为20-50%。所述催化剂为胺类化合物或有机金属化合物。所述胺类化合物为三亚乙基二胺，有机金属化合物为二月桂酸二丁基锡。所述催化剂的摩尔数为二异氰酸酯的摩尔数的0.01%-0.1%。所述组合物中的固含量为10%-80%。所述组合物中的固含量为20%-70%。所述加成产物中加入酚类或醌类阻聚剂。所述酚类或醌类阻聚剂的加入量占加成产物总重量的0.01%-0.1%。所述酚类阻聚剂为多元酚或取代酚。所述醌类阻聚剂为苯醌或萘醌。如上述的自乳化型辐射固化组合物的制备方法，具体步骤如下：将单羟基不饱和丙烯酸酯、端羟基聚乙氧基（甲基）丙烯酸酯、二异氰酸酯和催化剂混合，搅拌均匀，并在50-90℃下反应，得到加成产物，再将加成产物在高速剪切作用下滴加分散至水中，高速剪切转数大于12000转/分钟，得到稳定自乳化型辐射固化组合物。向加成产物中加入酚类或醌类阻聚剂。相对于现有技术，本专利技术公开的自乳化型辐射固化组合物，它是一种绿色环保的辐射固化单体材料，同时公开了它的生产制备方法。本专利技术公开的自乳化型辐射固化组合物及其制备方法具有如下特点：1、它是水基辐射固化材料，不含溶剂，使用过程环保，不污染环境；2、组合物含有丙烯酸类活性双键，具有价格便宜、光固化活性高的优点；3、组合物含氨酯键，具有柔韧性好、拉伸强度高的优点；4、采用聚醚自乳化技术，不添加乳化剂，比其他外乳化型水基辐射固化材料环保；5、高效的氨酯化反应代替传统的酯化平衡反应，反应无副产物水产生，无需除副产物水，生产制备过程简单、节能、绿色环保。本专利技术的自乳化型辐射固化组合物可应用于所有辐射固化领域。具体实施方式下面是本专利技术的实例，但本专利技术并不局限于下述实例。主要原材料简称及获得公司如下：季戊四醇三丙烯酸酯PETA：天津天骄化学；甲基丙烯酸羟乙酯HEMA，丙烯酸羟乙酯HEA均来自日本三菱丽阳；端羟基甲基丙烯酸聚乙二醇酯PEGMA-OH,端羟基丙烯酸聚乙二醇酯PEGA-OH均来自英国Sigma-Adrich公司；六亚甲基二异氰酸酯HDI，环己基甲烷二异氰酸酯H12MDI，甲苯二异氰酸酯TDI均来自德国Bayer，二月桂酸二丁基锡DY-12，三亚乙基二胺TEDA均来自天津化学试剂二厂。一种自乳化型辐射固化组合物，所述组合物是由单羟基不饱和丙烯酸酯、端羟基聚乙氧基（甲基）丙烯酸酯和二异氰酸酯在催化剂的催化作用下反应生成的加成产物在水中高速分散形成的组合物。单羟基不饱和丙烯酸酯为季戊四醇三丙烯酸酯和（甲基）丙烯酸羟乙酯中的至少一种。端羟基聚乙氧基（甲基）丙烯酸酯分子量为500-5000。二异氰酸酯包括芳族二异氰酸酯甲苯二异氰酸酯（TDI)和二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI），对苯二异氰酸酯(PPDI),萘二异氰酸酯(NDI),二甲基联苯二异氰酸酯(TODI)；脂肪和脂环族异构体是1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、1-异氰酸酯-3-异氰酸酯亚甲基-3,5,5-三甲基-环己基(异氟尔酮二异氰酸酯,IPDI)、4,4'-二异氰酸酯二环己基甲烷(H12MDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯（XDI）、环己烷二异氰酸酯(CHDI)、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)、1,3-二(异氰酸根合甲基)环己烷(H6XDI)等等。本专利技术采用的二异氰酸酯原料优选为甲苯二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯和4,4'-二异氰酸酯二环己基甲烷中的至少一种。单羟基不饱和丙烯酸酯和端羟基聚乙氧基（甲基）丙烯酸酯的总摩尔数与二异氰酸酯的摩尔数之比为2:1。端羟基聚乙氧基（甲基）丙烯酸酯占所有含羟基丙烯酸酯总投料量的百分比为20-50%。催化剂为胺类化合物或有机金属化合物。胺类化合物为三亚乙基二胺，有机金属化合物为二月桂酸二丁基锡。催化剂的摩尔数为二异氰酸酯的摩尔数的0.01%-0.1%。组合物中的固含量为10%-80%。组合物中的固含量为20%-70%。加成产物中加入酚类或醌类阻聚剂，有利于常温储存、运输、销售等环节。酚类或醌类阻聚剂的加入量占加成产物总重量的0.01%-0.1%。酚类阻聚剂为多元酚或取代酚，如对苯二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自乳化型辐射固化组合物，其特征在于：所述组合物是由单羟基不饱和丙烯酸酯、端羟基聚乙氧基（甲基）丙烯酸酯和二异氰酸酯在催化剂的催化作用下反应生成的加成产物在水中高速分散形成的组合物。

【技术特征摘要】
1.一种自乳化型辐射固化组合物，其特征在于：所述组合物是由单羟基不饱和丙烯酸酯、端羟基聚乙氧基（甲基）丙烯酸酯和二异氰酸酯在催化剂的催化作用下反应生成的加成产物在水中高速分散形成的组合物。2.根据权利要求1所述的自乳化型辐射固化组合物，其特征在于：所述单羟基不饱和丙烯酸酯为季戊四醇三丙烯酸酯和（甲基）丙烯酸羟乙酯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的自乳化型辐射固化组合物，其特征在于：所述端羟基聚乙氧基（甲基）丙烯酸酯分子量为500-5000。4.根据权利要求1所述的自乳化型辐射固化组合物，其特征在于：所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯和4,4'-二异氰酸酯二环己基甲烷中的至少一种。5.根据权利要求1所述的自乳化型辐射固化组合物，其特征在于：所述单羟基不饱和丙烯酸酯和端羟基聚乙氧基（甲基）丙烯酸酯的总摩尔数与二异氰酸酯的摩尔数之比为2:1。6.根据权利要求1所述的自乳化型辐射固化组合物，其特征在于：所述端羟基聚乙氧基（甲基）丙烯酸酯占所有含羟基丙烯酸酯总投料量的百分比为20-50%。7.根据权利要求1所述的自乳化型辐射固化组合物，其特征在于：所述催化剂为胺类化合物或有机金属化合物。8.根据权利要求7所述的自乳化型辐射固化组合物，其特征在于：所述胺类化合物为三亚乙基二胺，有机金属化合物为二月桂酸二丁基锡。9.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋小伟，章学良，刘松玲，张攀，李喜乐，马天如，黄剑莉，许文然，
申请(专利权)人：乐凯华光印刷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41