多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂及其制备方法和应用。所述方法包括以下步骤：将腰果酚、缚酸剂、阻聚剂、催化剂和反应溶剂混合均匀，在冰水浴环境下滴加丙烯酰氯，滴加流速为1～10滴/秒，滴加完毕后，将温度升至10～50℃，反应6～12h，获得中间产物；将中间产物、丙烯酸、阻聚剂和催化剂混合均匀，将温度升至60～100℃，反应1～5h，获得多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂。本发明专利技术将来源广泛的腰果酚引入UV固化材料体系，使腰果酚成份在UV固化活性稀释剂中的含量超过57％，大大减少了传统的石油基原材料在UV固化活性稀释剂中的占比，为植物油资源开辟了新的应用方向，提高了其经济价值，降低生产成本。

Multifunctional cardanol based UV curable active diluent and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂及其制备方法和应用
本专利技术属于UV固化材料
，具体涉及一种多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂及其制备方法和应用。
技术介绍
UV固化涂料主要由活性稀释剂、预聚物、光引发剂和助剂等构成，因其具有经济、环境友好、高效和节能等优点而得到广泛研究。由于传统的UV固化涂料各组分都是石油基制品，其中活性稀释剂主要为丙烯酸酯类单体、乙烯基醚类单体和环氧基类单体等。其中丙烯酸酯类活性稀释剂因为具有粘度低、含有高反应活性的双键、价格低廉等优点而应用最为广泛。但是丙烯酸酯类物质挥发度较低，刺激性较强，从而会造成在使用过程中会造成VOC排放量超标，对施工者身体伤害较大等问题。另外，在制备这些活性稀释剂时经常用到多元醇、环氧烷烃和环氧氯代烷烃等石油基制品，因此在生产过程中造成成本高、污染严重和资源消耗大等问题。随着人们生活水平的提高，VOCs排放问题成为环境问题中的焦点，为此人们对于开发可再生能源的呼声越来越高。腰果酚作为腰果生产的副产品，价格低廉而且来源广泛。以天然植物资源为原材料研发可UV固化的活性稀释剂符合生态文明建设的要求，并且可以较大幅度提高植物资源的经济价值，对农林经济起到积极促进作用。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂的制备方法。本专利技术以腰果酚为原材料合成多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂，所制备的活性稀释剂中腰果酚成份含量超过57％，明显减少了UV固化活性稀释剂中石油基原材料的用量，具有低污染、生产成本低和工艺简单等优势。本专利技术另一目的在于提供上述方法制备的多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂。本专利技术的活性稀释剂具有低粘度、反应活性高和生物降解速度快等优点。本专利技术再一目的在于提供上述多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂在UV固化材料领域中的应用。本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将腰果酚、缚酸剂、阻聚剂、催化剂和反应溶剂混合均匀，在冰水浴环境下滴加丙烯酰氯，滴加流速为1～10滴/秒，滴加完毕后，将温度升至10～50℃，继续反应6～12h，获得中间产物；(2)将中间产物、丙烯酸、阻聚剂和催化剂混合均匀，将温度升至60～100℃，反应1～5h，获得所述多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂。步骤(1)中，各组分用量配比如下，按质量份计：腰果酚20～30份；缚酸剂5～15份；阻聚剂0.05～0.25份；催化剂0.2～0.8份；反应溶剂10～30份；丙烯酰氯5～15份。步骤(1)中，所述的缚酸剂可为N,N-二异丙基乙胺、四丁基溴化铵和三乙胺中的至少一种。步骤(1)中，所述的阻聚剂可为对羟基苯甲醚、2-叔丁基对苯二酚和对苯二酚中的至少一种。步骤(1)中，所述的催化剂可为二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶中的至少一种。步骤(1)中，所述的反应溶剂为四氢呋喃。步骤(1)中，反应结束后还包括对中间产物的纯化，步骤如下：反应结束后趁热过滤，将液体转移到分液漏斗并用溶剂溶解；用饱和碳酸氢钠溶液和饱和氯化钠溶液分别洗涤，分液得到上层有机相，然后有机相用干燥剂干燥并过滤，最后有机相通过减压蒸馏得到微黄色透明液体即为中间产物。所述的溶剂可为正己烷、乙醚和石油醚中的至少一种。步骤(2)中，各组分用量配比如下，质量份：中间产物20～40份；丙烯酸2～10份；阻聚剂0.05～0.25份；催化剂0.05～0.35份。步骤(2)中，所述的阻聚剂可为对羟基苯甲醚、2-叔丁基对苯二酚和对苯二酚中的至少一种。步骤(2)中，所述的催化剂可为对甲苯磺酸和三氟化硼乙醚溶液中的至少一种。步骤(2)中，反应结束后还包括对产物的纯化，步骤如下：反应结束后趁热将混合物转移到分液漏斗并用溶剂溶解，用饱和碳酸氢钠溶液反复洗涤直至无气泡产生，再用饱和氯化钠溶液洗涤，分液得到上层有机相，然后有机相用干燥剂干燥并过滤，最后有机相通过减压蒸馏得到微黄色透明液体即为多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂。所述的溶剂可为正己烷、乙醚和石油醚中的至少一种。我国的植物油资源存量巨大，以这些植物油资源为原材料开发出来的产品具有良好的经济价值并且在许多领域中得到应用，其中最主要的应用领域有涂料、3D打印以及生物医药等。植物油衍生物可以在许多领域替代石油化工制品，在科学研究和实际应用中具有重要价值。本专利技术将腰果酚与丙烯酰氯和丙烯酸先后进行酰化反应合成了多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂，以植物油为原材料制备UV固化材料，减轻了UV固化材料体系对石油基原材料的依赖，起到节能减排的效果。本专利技术所制备的多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂粘度分布在450～600mPa·s之间，与工业常用多官能活性稀释剂季戊四醇三丙烯酸酯(粘度为520mPa·s)的粘度相近，而季戊四醇三丙烯酸酯毒性较大，怀疑有致癌性，因而限制了其使用，因此本专利技术的多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂可以替代季戊四醇三丙烯酸酯使用。另外含有多个丙烯酰氧基，因而具有很高的UV固化活性，所需的UV固化能量小于等于2134mJ·cm-2，固化膜具有优异的使用性能，能够满足UV固化材料的应用要求。本专利技术还提供了上述多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂在UV固化材料领域中的应用，特别是UV固化涂料、UV固化油墨、UV固化胶黏剂及3D打印等UV固化材料领域中的应用。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：(1)本专利技术将来源广泛的腰果酚引入UV固化材料体系，合成了一种多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂，使腰果酚成份在UV固化活性稀释剂中的含量超过57％，从而大大减少了传统的石油基原材料在UV固化活性稀释剂中的占比，为植物油资源开辟了新的应用方向，提高了其经济价值，降低了生产成本。(2)本专利技术的制备方法简单，条件温和，产品质量稳定，产率高，适合大规模生产。(3)本专利技术的活性稀释剂具有很好的稀释性，固化速度快，成膜后力学性能优异，耐化学性强。附图说明图1为本专利技术制备方法的化学反应流程示意图。图2为实施例1中原材料腰果酚、中间产物和最终产物的红外光谱图。图3为实施例1中原材料腰果酚、中间产物和最终产物的核磁共振氢谱图。图4为实施例1中原材料腰果酚、中间产物和最终产物的流变图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。下列实施例中涉及的物料均可从商业渠道获得，在本专利技术实验中所用的原材料腰果酚的分子结构、红外光谱图、核磁共振请谱图分别见图1、2、3。对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。本专利技术的多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂及其合成反应流程见图1。实施例1多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂的制备：(1)按质量份数计，在带有机械搅拌装置、冷凝回流装置和温度计的四口烧瓶中依次加入2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将腰果酚、缚酸剂、阻聚剂、催化剂和反应溶剂混合均匀，在冰水浴环境下滴加丙烯酰氯，滴加流速为1～10滴/秒，滴加完毕后，将温度升至10～50℃，继续反应6～12h，获得中间产物；/n(2)将中间产物、丙烯酸、阻聚剂和催化剂混合均匀，将温度升至60～100℃，反应1～5h，获得所述多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将腰果酚、缚酸剂、阻聚剂、催化剂和反应溶剂混合均匀，在冰水浴环境下滴加丙烯酰氯，滴加流速为1～10滴/秒，滴加完毕后，将温度升至10～50℃，继续反应6～12h，获得中间产物；
(2)将中间产物、丙烯酸、阻聚剂和催化剂混合均匀，将温度升至60～100℃，反应1～5h，获得所述多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂。


2.根据权利要求1所述的一种多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，各组分用量配比如下，按质量份计：
腰果酚20～30份；缚酸剂5～15份；阻聚剂0.05～0.25份；催化剂0.2～0.8份；反应溶剂10～30份；丙烯酰氯5～15份。


3.根据权利要求1所述的一种多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的缚酸剂可为N,N-二异丙基乙胺、四丁基溴化铵和三乙胺中的至少一种；
所述的阻聚剂为对羟基苯甲醚、2-叔丁基对苯二酚和对苯二酚中的至少一种；
所述的催化剂为二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶中的至少一种；
所述的反应溶剂为四氢呋喃。


4.根据权利要求1所述的一种多官能腰果酚基UV固化活性稀释剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，反应结束后还包括对中间产物的纯化，步骤如下：反应结束后趁热过滤，将液体转移到分液漏斗并用溶剂溶解；用饱和碳酸氢钠溶液和饱和氯化钠溶液分别洗涤，分液得到上层有机相，然后有机相用干...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨卓鸿，苏宇沛，袁腾，肖亚亮，李小平，叶义英，
申请(专利权)人：华南农业大学，广东蓝洋科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44