一种紫外光固化聚碳酸酯丙烯酸酯及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种紫外光固化聚碳酸酯丙烯酸酯及其制备方法，用于生产UV固化涂料的原料。所述聚碳酸酯丙烯酸酯具有式I所示的分子结构，其中，末端丙烯酸酯化率大于99％，且数均分子量为500‑8000。由其制备的紫外光固化涂层，具有杰出抗划伤性、耐溶剂性及耐水解特性，在3C、木器、纺织品、金属等表面具有广泛的应用前景

UV curable polycarbonate acrylate and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种紫外光固化聚碳酸酯丙烯酸酯及其制备方法
本专利技术涉及一种紫外光固化聚碳酸酯丙烯酸酯及其制备方法。
技术介绍
紫外光固化涂料与传统涂料相比，具有100％固含量、无污染、高交联度等特性，由其制备的涂层具有高度的韧性、抗污、抗磨损、耐化学性及抗指纹性能，是理想的绿色高性能环保涂料，具有很好的发展前景。目前，紫外光固化涂料用树脂包括聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、有机硅丙烯酸酯及聚酯丙烯酸酯等。聚碳酸酯二醇是一类分子结构规整、分子间内聚力强的高性能多元醇，通常用于制备聚氨酯树脂，展现出优良的耐热性、耐候性、耐水性、耐油性、耐磨性能。目前，聚碳酸酯二醇主要通过合成聚氨酯丙烯酸酯用于紫外光固化涂料。而直接用于UV光固化涂料的聚碳酸酯丙烯酸酯，目前尚未见报道。专利文献102858844A公开了一种使用水解酶催化聚碳酸酯二醇和丙烯酸乙烯酯化合物制造聚碳酸酯二醇二丙烯酸酯的方法，末端丙烯酸转换率为97％以上。该方法末端丙烯酸转换率较低，光引发聚合时，残留的聚碳酸酯二醇充当填料，极大低削弱涂层的理化性能，限制其在高性能UV涂料中的应用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种紫外光固化聚碳酸酯丙烯酸酯及其制备方法，其采用一种新的催化体系，制备的聚碳酸酯丙烯酸酯末端丙烯酸转换率高于99％，可用于UV涂料。为解决现有技术存在的问题，本专利技术的技术方案是：一种紫外光固化聚碳酸酯丙烯酸酯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤为：1)将50～60份碳酸二苯酯、20～30份二醇化合物和0.1～0.3份钛酸四乙脂加入到装有温度计、精馏柱的四口烧瓶中，在N2保护下，将混合物加热至180～190℃，常压下反应2～3小时，同时控制精馏柱温度170～180℃，及时蒸出副产物苯酚，随后将反应体系压力降至60～80kPa，反应温度降至150～160℃，减压缩聚4～6h，降至室温，得到端羟基聚碳酸酯；2)将80～100份端羟基聚碳酸酯、2～8份含羧基烯烃、0.1～0.2阻聚剂、0.2～0.4催化剂、2～3份带水剂加入装有球形冷凝回流管、分水器、温度计、搅拌器的四口烧瓶中，在70～100℃进行酯化反应，反应4～6h后，反应液冷却至室温，依次用质量分数5％的碳酸氢钠水溶液、质量分数5％的氢氧化钠水溶液洗涤至中性，最后用质量分数15％的氯化钠水溶液和蒸馏水洗涤至中性，得聚碳酸酯丙烯酸酯。进一步，二醇化合物包括1,3-丙二醇，1，4-丁二醇，1,5-戊二醇，1,6-己二醇的一种或多种。进一步，含羧基烯烃包括丙烯酸、3-丁烯酸、4-戊烯酸、5-己烯酸、10-十一烯酸的一种或多种。进一步，阻聚剂包括硫酸氢钠、对苯二酚、氢醌单甲醚、吩噻嗪、醋酸铜、二丁基二硫代氨基甲酸铜、四甲基哌啶氮氧自由基亚磷酸三酯的一种或多种。进一步，催化剂包括对苯甲磺酸、硫酸、磷酸、硼酸、三氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸锌、氯化锌、硫酸铜、硫酸锆、钛酸醋、锆酸醋、钛酸四乙脂、钛酸四异丙酯、钛酸四丙酯、钛酸四丁酯、氧化锌、氧化锡、氧化亚锡、三氧化二锑、乙酸锌的一种或多种。进一步，带水剂为苯、甲苯、环己烷、异戊醇、乙酸乙酯中的一种或多种。所述的一种紫外光固化聚碳酸酯丙烯酸酯的制备方法制备所得的聚碳酸酯丙烯酸酯。进一步，聚碳酸酯丙烯酸酯化学式为：其中，R表示具有3-6个碳原子的亚烷基，m和n表示平均聚合度，m为0-15的数，n为1-50的数。与现有技术相比，本专利技术的优点如下：1)本专利技术采用催化体系制备的聚碳酸酯丙烯酸酯，末端丙烯酸酯转化率高于99％，常温呈白色固体或透明粘稠状液体，100％固含，可用于紫外光固化涂料；2)本专利技术聚碳酸酯丙烯酸酯制备的紫外光固化涂料，结晶度高，涂层的硬度高，其抗刮性、耐溶剂性、附着性能较现有技术更优。具体实施方式一种紫外光固化聚碳酸酯丙烯酸酯化学式为：其中，R表示具有3-6个碳原子的亚烷基，m和n表示平均聚合度，m为0-15的数，n为1-50的数。上述紫外光固化聚碳酸酯丙烯酸酯的制备方法步骤为：1)将50～60份碳酸二苯酯、20～30份二醇化合物和0.1～0.3份钛酸四乙脂加入到装有温度计、精馏柱的四口烧瓶中，在N2保护下，将混合物加热至180～190℃，常压下反应2～3小时，同时控制精馏柱温度170～180℃，及时蒸出副产物苯酚，随后将反应体系压力降至60～80kPa，反应温度降至150～160℃，减压缩聚4～6h，降至室温，得到端羟基聚碳酸酯；上述二醇化合物包括1,3-丙二醇，1，4-丁二醇，1,5-戊二醇，1,6-己二醇或上述的组合；所述含羧基烯烃包括丙烯酸、3-丁烯酸、4-戊烯酸、5-己烯酸、10-十一烯酸或上述的组合；2)将80～100份端羟基聚碳酸酯、2～8份含羧基烯烃、0.1～0.2阻聚剂、0.2～0.4催化剂、2～3份带水剂加入装有球形冷凝回流管、分水器、温度计、搅拌器的四口烧瓶中，在70～100℃进行酯化反应，反应4～6h后，反应液冷却至室温，依次用质量分数5％的碳酸氢钠水溶液、质量分数5％的氢氧化钠水溶液洗涤至中性，最后用质量分数15％的氯化钠水溶液和蒸馏水洗涤至中性，得聚碳酸酯丙烯酸酯。上述阻聚剂包括硫酸氢钠、对苯二酚、氢醌单甲醚、吩噻嗪、醋酸铜、二丁基二硫代氨基甲酸铜、四甲基哌啶氮氧自由基亚磷酸三酯的一种或多种；上述催化剂包括对苯甲磺酸、硫酸、磷酸、硼酸、三氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸锌、氯化锌、硫酸铜、硫酸锆、钛酸醋、锆酸醋、钛酸四乙脂、钛酸四异丙酯、钛酸四丙酯、钛酸四丁酯、氧化锌、氧化锡、氧化亚锡、三氧化二锑、乙酸锌的一种或多种；上述带水剂为苯、甲苯、环己烷、异戊醇、乙酸乙酯中的一种或多种。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1一种紫外光固化聚碳酸酯丙烯酸酯的制备方法，步骤为：(1)将50份碳酸二苯酯、20份1,3-丙二醇和0.1份钛酸四乙脂加入到装有温度计、精馏柱的四口烧瓶中，在N2保护下，将混合物加热至180℃，常压下反应2小时，同时控制精馏柱温度170℃，及时蒸出副产物苯酚，随后将反应体系压力降至60kPa，反应温度降至150℃，减压缩聚4h，降至室温，得到端羟基聚碳酸酯；(2)将80份端羟基聚碳酸酯、2份丙烯酸、0.1对苯二酚阻聚剂、0.2钛酸四丁酯催化剂、2份环己烷带水剂加入装有球形冷凝回流管、分水器、温度计、搅拌器的四口烧瓶中，在70℃进行酯化反应，反应4h后，反应液冷却至室温，依次用的碳酸氢钠水溶液(质量分数5％)、氢氧化钠水溶液(质量分数5％)洗涤至中性，最后用氯化钠水溶液(质量分数15％)和蒸馏水洗涤至中性，得到聚碳酸酯丙烯酸酯末端丙烯酸酯化率为99.3％，常温呈透明粘稠状液体，100％固含。实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紫外光固化聚碳酸酯丙烯酸酯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤为：/n1)将50～60份碳酸二苯酯、20～30份二醇化合物和0.1～0.3份钛酸四乙脂加入到装有温度计、精馏柱的四口烧瓶中，在N

【技术特征摘要】
1.一种紫外光固化聚碳酸酯丙烯酸酯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤为：
1)将50～60份碳酸二苯酯、20～30份二醇化合物和0.1～0.3份钛酸四乙脂加入到装有温度计、精馏柱的四口烧瓶中，在N2保护下，将混合物加热至180～190℃，常压下反应2～3小时，同时控制精馏柱温度170～180℃，及时蒸出副产物苯酚，随后将反应体系压力降至60～80kPa，反应温度降至150～160℃，减压缩聚4～6h，降至室温，得到端羟基聚碳酸酯；
2)将80～100份端羟基聚碳酸酯、2～8份含羧基烯烃、0.1～0.2阻聚剂、0.2～0.4催化剂、2～3份带水剂加入装有球形冷凝回流管、分水器、温度计、搅拌器的四口烧瓶中，在70～100℃进行酯化反应，反应4～6h后，反应液冷却至室温，依次用质量分数5％的碳酸氢钠水溶液、质量分数5％的氢氧化钠水溶液洗涤至中性，最后用质量分数15％的氯化钠水溶液和蒸馏水洗涤至中性，得聚碳酸酯丙烯酸酯。


2.根据权利要求1所述的一种紫外光固化聚碳酸酯丙烯酸酯的制备方法，其特征在于：所述二醇化合物包括1,3-丙二醇，1，4-丁二醇，1,5-戊二醇，1,6-己二醇的一种或多种。


3.根据权利要求2所述的一种紫外光固化聚碳酸酯丙烯酸酯的制备方法，其特征在于：所述含羧基烯烃包括丙烯酸、...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹敏，兰兴仲，
申请(专利权)人：东莞市竤穗实业投资有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44