一种环氧丙烯酸酯紫外光固化材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环氧丙烯酸酯紫外光固化材料，该紫外光固化材料主要包括双酚A型环氧丙烯酸酯38～60wt％、复合活性稀释剂38～60wt％和光引发剂0～4wt％，其中复合活性稀释剂为单官能度活性稀释剂和多官能度活性稀释剂的混合物。本发明专利技术还提供所述固化材料的制备方法。本发明专利技术提供的固化材料能够提高光固化速率，而且该固化材料具有硬度高、光泽度好、抗冲击性能强、附着力高以及耐热稳定性等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种环氧丙烯酸酯紫外光固化材料及其制备方法
本专利技术涉及紫外光固化材料
，特别是一种环氧丙烯酸酯紫外光固化材料及其制备方法。
技术介绍
紫外光固化材料作为一种环保节能型涂料逐渐出现在人们的视野中，其无或低VOC排放以及节省能源，符合当今人们对环保的要求。同时，紫外光固化材料具有生产效率高、适合流水线生产等优点，也符合工业化生产的要求。因此从上世纪60年代以来紫外光固化材料取得了巨大的发展，其技术、工艺、质量、品种取得了全方面的提高。UV固化涂料是一种环保节能型的光固化涂料，被誉为21世纪的绿色工业材料，具有“4E”原则：Economy(经济)、Efficiency(效率)、Ecology(生态)、Energy(能源)，完全符合我国正在大力推行的节能降耗的低碳经济和环保减排的绿色经济政策，也是涂料行业积极鼓励和推广的环境友好、资源节约型涂料品质之一。在现有技术条件下，环氧丙烯酸酯涂料多为光固化涂料，此种光固化涂料是向环氧丙烯酸酯中加入光引发剂和消泡剂、流平剂、分散剂等助剂后制得。该涂料固化过程为：将涂料涂于基材表面，将涂覆有涂料的基材置于紫外灯下照射至漆膜固化。此种环氧丙烯酸酯涂料为了使漆膜固化完全，需要向涂料中加入较多的光引发剂。然而，反应体系中对光引发剂的溶解能力有一定的限制，使得光引发剂的效果受到影响。另外上述反应体系的固化效率有待提高。
技术实现思路
基于现有技术中存在的上述问题，本专利技术主要是提供一种环氧丙烯酸酯紫外光固化材料及其制备方法。本专利技术提供的固化材料能够提高光固化速率，其光引发剂的含量较少，而且能够提高该紫外光固化材料硬度、光泽度、抗冲击性能、附着力以及耐热稳定性等，从而完成本专利技术。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种环氧丙烯酸酯紫外光固化材料，其制备环氧丙烯酸酯紫外光固化材料的原料包括以下组分(以质量百分比计)：双酚A型环氧丙烯酸酯38～60％、复合活性稀释剂38～60％和光引发剂0～4％，其中复合活性稀释剂为单官能度活性稀释剂和多官能度活性稀释剂的混合物。本专利技术第二方面提供一种环氧丙烯酸酯紫外光固化材料的制备方法，其包括：步骤1：将预先称量的双酚A型环氧丙烯酸酯、复合活性稀释剂和光引发剂混合均匀，得到中间产物，其中复合活性稀释剂为单官能度活性稀释剂和多官能度活性稀释剂的混合物；步骤2：将中间产物静置，得到上清液；步骤3：将上清液涂在基材表面；步骤4：将基材表面上的上清液进行紫外光辐射固化得到环氧丙烯酸酯紫外光固化材料。本专利技术提供的环氧丙烯酸酯紫外光固化材料及其制备方法可以取得以下有益效果：(1)本专利技术提供的环氧丙烯酸酯紫外光固化材料在紫外光照射下可快速固化；(2)所述环氧丙烯酸酯紫外光固化材料具有硬度高、光泽度高、抗冲击性能好、附着力强等优点，还具有良好的耐热性能；(3)本专利技术所述的环氧丙烯酸酯紫外光固化材料在制备过程中光固化速率快、效率高，固化过程污染小，可以配置成没有溶剂的涂料，符合节能降耗的低碳经济和环保减排的绿色经济政策。附图说明图1是实施例2制得的固化材料试样25℃时等温光固化DSC曲线图；图2是实施例3制得的固化材料试样25℃时等温光固化DSC曲线图；图3是实施例4制得的固化材料试样25℃时等温光固化DSC曲线图；图4是实施例5制得的固化材料试样25℃时等温光固化DSC曲线图；图5是对比组25℃时等温光固化DSC曲线图；图6是实施例2～5制得的固化材料试样固化度与光照反应时间图；图7是实施例2制得的固化材料试样不同光照时间下升温DSC曲线图；图8是实施例3制得的固化材料试样不同光照时间下升温DSC曲线图；图9是实施例4制得的固化材料试样不同光照时间下升温DSC曲线图；图10是实施例5制得的固化材料试样不同光照时间下升温DSC曲线图；图11是实施例3制得的固化材料试样调整光照时间后不同光照时间下升温DSC曲线图；图12是实施例2～5制得的固化材料试样固化度与光照反应时间图；图13是实施例3制得的固化材料试样调整光照时间后固化度与光照时间图；图14是实施例2～5制得的固化材料试样的红外光谱图；图15是实施例2～5制得的固化材料试样的热失重曲线图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本专利技术第一方面提供了一种环氧丙烯酸酯紫外光固化材料。在第一方面中，制备环氧丙烯酸酯紫外光固化材料的原料主要包括：双酚A型环氧丙烯酸酯、复合活性稀释剂和光引发剂，双酚A型环氧丙烯酸酯、复合活性稀释剂和光引发剂的质量百分比为38～60％：38～60％：0～4％，其中复合活性稀释剂为单官能度活性稀释剂和多官能度活性稀释剂的混合物。单官能度活性稀释剂和多官能度活性稀释剂的质量比为2～5：5～2。优选地，双酚A型环氧丙烯酸酯、复合活性稀释剂和光引发剂的质量百分比为38.5～57.7％：38.5～57.7％：3.8％。具体地，在上述紫外光固化材料中，双酚A型环氧丙烯酸酯是主要成膜物质。双酚A型环氧丙烯酸酯含有碳碳双键，在光引发剂的作用下可进行光固化。根据本专利技术，复合活性稀释剂主要是指含有环氧基团的低分子量环氧化合物，按所含反应基团多少分的单官能度活性稀释剂与单官能度活性稀释剂的组合物。具体地，复合活性稀释剂优选用作溶剂和/或用于降低反应剂共混物的粘度。使用复合活性稀释剂作为“溶剂”且若“溶剂”的含量较低则需要在反应过程中加入其他助溶剂，若“溶剂”的含量较高，则导致体系反应速度率，生成的固化涂料少，从而增加反应成本。因此“溶剂”的含量在一定范围内能够使得反应过程中不需要加入其他助溶剂或者减少助溶剂的用量，而且能够使得反应速率较高。根据本专利技术，在UV固化涂料中，使用多官能度活性稀释剂则会导致反应体系的粘度较大，还可能因为固化时间太短，导致收缩应力残留，固化涂料与基材间的附着力变差，固化涂料变形。单官能丙烯酸酯活性稀释剂具有黏度低的特点，可能降低反应体系粘度从而提高反应体系对光引发剂的溶解能力，充分发挥引发剂的效果，缓解多官能丙烯酸酯活性稀释剂因黏度大而带来的光引发剂不易溶解的问题，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环氧丙烯酸酯紫外光固化材料，其特征在于，制备所述环氧丙烯酸酯紫外光固化材料的原料包括以下组分(以质量百分比计)：/n双酚A型环氧丙烯酸酯38～60％，/n复合活性稀释剂38～60％，和/n光引发剂0～4％，/n其中，所述复合活性稀释剂为单官能度活性稀释剂和多官能度活性稀释剂的混合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种环氧丙烯酸酯紫外光固化材料，其特征在于，制备所述环氧丙烯酸酯紫外光固化材料的原料包括以下组分(以质量百分比计)：
双酚A型环氧丙烯酸酯38～60％，
复合活性稀释剂38～60％，和
光引发剂0～4％，
其中，所述复合活性稀释剂为单官能度活性稀释剂和多官能度活性稀释剂的混合物。


2.根据权利要求1所述的环氧丙烯酸酯紫外光固化材料，其特征在于，所述单官能度活性稀释剂和多官能度活性稀释剂的质量比为2～5：5～2。


3.根据权利要求1或2所述的环氧丙烯酸酯紫外光固化材料，其特征在于，所述单官能度活性稀释剂包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸乙酯中的至少一者。


4.根据权利要求3所述的环氧丙烯酸酯紫外光固化材料，其特征在于，所述单官能度活性稀释剂为甲基丙烯酸甲酯。


5.根据权利要求1至4之一所述的环氧丙烯酸酯紫外光固化材料，其特征在于，所述多官能度活性稀释剂包括官能度为2、3或4的丙稀酸酯中的至少一者。


6.根据权利要求5所述的环氧丙烯酸酯紫外光固化材料，其特征在于，所述多官能度活性稀释剂包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：董秋静，侯玉梅，陈方圆，丁浩，罗春华，
申请(专利权)人：阜阳师范大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34