一种水性材料用改性树脂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及材料技术领域，尤其涉及一种水性材料用改性树脂及其制备方法，其中改性树脂包括基体树脂和基体树脂上的侧链基团接枝物；所述基体树脂包括聚乙烯醇树脂和带有羟基的聚醋酸乙烯酯树脂中的至少一种；每个所述侧链基团接枝物包括至少一个异氰酸酯类基团和至少一个乙烯基类基团。本发明专利技术提供的水性材料用改性树脂可用作各种水性材料的活性乳化剂，如水性油墨、水性涂料、水性感光胶、水性胶黏剂、光刻胶、3D打印材料等，特别适用于水性光固化油墨、水性光固化涂料、水性光固化感光胶、水性光固化胶黏剂、水性光刻胶、水性光固化3D打印材料，具有优良的固化反应活性、耐水性、耐酸碱性、耐溶剂性、耐磨性、粘结性和强度。

A modified resin for water-based materials and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种水性材料用改性树脂及其制备方法
本专利技术涉及材料
，特别涉及一种水性材料用改性树脂及其制备方法。
技术介绍
水性材料，如水性油墨、水性涂料、水性感光胶、水性胶黏剂、光刻胶、3D打印材料等，特别是水性光固化油墨、水性光固化涂料、水性光固化感光胶、水性光固化胶黏剂、水性光刻胶、水性光固化3D打印材料等，在解决油性材料的VOC排放、使用安全性的问题同时，也带来了一个严重的问题，就是耐水性、耐磨性等问题，严重制约了水性材料的应用。水性材料，为了达到水性化即以水作为溶剂或分散介质的目的，通常采用在油溶性材料上嫁接水性基团或使用水性乳化剂。材料固化后，其中的水性基团或水性乳化剂依然存在于固化后的材料中，直接影响到固化后材料的耐水性和耐磨性等。
技术实现思路
为解决上述
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供一种水性材料用改性树脂，包括基体树脂和基体树脂上的侧链基团接枝物；所述基体树脂包括聚乙烯醇树脂和带有羟基的聚醋酸乙烯酯树脂中的至少一种；每个所述侧链基团接枝物包括至少一个异氰酸酯类基团和至少一个乙烯基类基团。进一步地，所述乙烯基类基团包括丙烯酸酯类基团。进一步地，所述侧链基团接枝物包括：中的至少一种；其中，R为不含活泼氢的任意结构；m大于或等于1；n大于或等于1；A为封端基团。进一步地，所述侧链基团接枝物还包括丙烯酸-2-异氰酸乙酯、甲基丙烯酸-2-异氰酸酯、二丙烯酸异氰酸酯和二(甲基丙烯酸)异氰酸酯中的一种。进一步地，改性树脂的化学结构式如下所示：其中，D为侧链基团接枝物；a大于或等于100；b大于或等于0；c大于0。本专利技术还提供一种水性材料用改性树脂的制备方法，包括以下制备步骤：步骤a、在0-140℃下，向聚乙烯醇的N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜溶液中添加0-2％wt的催化剂；步骤b、滴加(甲基)丙烯酸异氰酸酯或其封端化合物的N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜溶液，进行反应，得到(甲基)丙烯酸异氰酸酯改性聚乙烯醇溶液；步骤c、将上述得到的(甲基)丙烯酸异氰酸酯改性聚乙烯醇溶液倒入乙醇、乙酸乙酯、氯仿等溶剂中沉淀，分离、干燥后即得到改性聚乙烯醇树脂。进一步地，所述聚乙烯醇为100份，所述(甲基)丙烯酸异氰酸酯为0.1-25份。进一步地，所述催化剂包括并不限于叔胺类、有机金属类化合物。本专利技术提供的水性材料用改性树脂，该树脂可用于各种水性光、热固化材料，如水性油墨、水性涂料、水性感光胶、水性胶黏剂、光刻胶、3D打印材料等，特别是水性光固化油墨、水性光固化涂料、水性光固化感光胶、水性光固化胶黏剂、水性光刻胶、水性光固化3D打印材料等，具有优良的固化反应活性、耐水性、耐磨性、粘结性和强度等。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为聚乙烯醇树脂红外谱图；图2为接枝1.5％丙烯酸酯的改性聚乙烯醇树脂的红外谱图；图3为接枝3.5％丙烯酸酯的改性聚乙烯醇树脂的红外谱图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中及其中的附图、附表，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种水性材料用改性树脂，包括基体树脂和基体树脂上的侧链基团接枝物；所述基体树脂包括聚乙烯醇树脂和带有羟基的聚醋酸乙烯酯树脂中的至少一种；具体地，可以为各种聚合度、各种醇解度的聚乙烯醇树脂及聚乙烯醇-聚醋酸乙烯酯树脂。其中，带有羟基的聚醋酸乙烯酯树脂可以为聚醋酸乙烯酯不完全醇解得到；或者采用以聚乙烯醇为乳化剂、稳定剂生产的聚醋酸乙烯酯树脂制得。每个所述侧链基团接枝物包括至少一个异氰酸酯类基团和至少一个乙烯基类基团。进一步地，所述乙烯基类基团包括(甲基)丙烯酸酯类基团。进一步地，所述侧链基团接枝物包括：中的至少一种；其中，R为不含活泼氢的任意结构；m大于或等于1；n大于或等于1，优选n等于1；A为封端基团。具体地，为侧链基团接枝物，为侧链基团接枝物含有封端部分时的结构，其中，封端机理为：其中，HA为含有活泼氢离子的物质，例如：甲乙酮肟、3,5-二甲基吡唑、硫酸氢钠等。具体地，侧链基团接枝物包括以下物质：丙烯酸-2-异氰酸乙酯：甲基丙烯酸-2-异氰酸酯：二丙烯酸异氰酸酯：二(甲基丙烯酸)异氰酸酯：侧链基团接枝物含有封端部分时的具体结构如下：进一步地，所述侧链基团接枝物还包括丙烯酸-2-异氰酸乙酯、甲基丙烯酸-2-异氰酸酯、二丙烯酸异氰酸酯和二(甲基丙烯酸)异氰酸酯中的一种。进一步地，改性树脂的化学结构式如下所示：其中，D为侧链基团接枝物；a大于或等于100；b大于或等于0；c大于0。本专利技术还提供一种根据如上任意所述的水性感光材料用改性树脂的制备方法，包括以下制备步骤：步骤a、先将聚乙烯醇溶解在N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜等极性非质子溶剂中，并在0-140℃下添加0-1％wt的催化剂；在0-140℃下，向聚乙烯醇的N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜溶液中加入(甲基)丙烯酸异氰酸酯或其封端化合物的N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜溶液；步骤b、滴加(甲基)丙烯酸异氰酸酯或其封端化合物的N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜溶液，反应0.2小时(此处并不限于0.2小时，根据实际情况，能够使反应得以进行的反应时间皆可)，得到(甲基)丙烯酸异氰酸酯改性聚乙烯醇溶液；步骤c、将上述得到的(甲基)丙烯酸异氰酸酯改性聚乙烯醇溶液倒入乙醇、乙酸乙酯、氯仿等溶剂中沉淀，干燥后即得到改性聚乙烯醇树脂。具体地，加入的聚乙烯醇为100份，(甲基)丙烯酸异氰酸酯为0.1-25份。优选地，所述催化剂包括并不限于叔胺类、有机金属类化合物，可以采用如有机锡作为催化剂。本专利技术提供的水性材料用改性树脂，该树脂可用于各种水性光、热固化材料，如水性油墨、水性涂料、水性感光胶、水性胶黏剂、光刻胶、3D打印材料等，特别是水性光固化油墨、水性光固化涂料、水性光固化感光胶、水性光固化胶黏剂、水性光刻胶、水性光固化3D打印材料等，具有优良的固化反应活性、耐水性、耐磨性、粘结性和强度等。所述光引发剂包括并不限于自由基光引发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性材料用改性树脂，其特征在于：包括基体树脂和基体树脂上的侧链基团接枝物；/n所述基体树脂包括聚乙烯醇树脂和带有羟基的聚醋酸乙烯酯树脂中的至少一种；/n每个所述侧链基团接枝物包括至少一个异氰酸酯类基团和至少一个乙烯基类基团。/n

【技术特征摘要】
1.一种水性材料用改性树脂，其特征在于：包括基体树脂和基体树脂上的侧链基团接枝物；
所述基体树脂包括聚乙烯醇树脂和带有羟基的聚醋酸乙烯酯树脂中的至少一种；
每个所述侧链基团接枝物包括至少一个异氰酸酯类基团和至少一个乙烯基类基团。


2.根据权利要求1所述的水性材料用改性树脂，其特征在于：所述乙烯基类基团包括丙烯酸酯类基团。


3.根据权利要求1所述的水性材料用改性树脂，其特征在于，所述侧链基团接枝物包括：


中的至少一种；
其中，R为不含活泼氢的任意结构；
m大于或等于1；
n大于或等于1；
A为封端基团。


4.根据权利要求1所述的水性材料用改性树脂，其特征在于：所述侧链基团接枝物还包括丙烯酸-2-异氰酸乙酯、甲基丙烯酸-2-异氰酸酯、二丙烯酸异氰酸酯和二(甲基丙烯酸)异氰酸酯中的一种。


5.根据权利要求1所述的水性材料用改性树脂，其特征在于，改性树脂的化学结构式如...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵锦程，
申请(专利权)人：赵锦程，
类型：发明
国别省市：辽宁;21