一种适用于UV光固化体系的固体丙烯酸树脂的制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于UV光固化体系的固体丙烯酸树脂的制备工艺，为本体聚合法，具体操作包括：将100质量份的至少一种每分子具有一个可聚合双键的单官能单体与1～10质量份的一种每分子具有两个可聚合双键的双官能单体及0.1～5.0质量份的引发剂和1～10质量份的链转移剂均加入能实现水浴加热的本体聚合反应器中，搅拌混合均匀后，使本体聚合反应器在40～90℃的恒温水浴加热下持续进行聚合反应，直至聚合反应结束。本发明专利技术不仅具有制备工艺简单、反应周期短、环保节能、易于实现批量化等优点，而且所制备的固体丙烯酸树脂具有可溶解性、带有双键活性、与多种UV单体能相容且具有高固低粘特性等诸多优点。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于UV光固化体系的固体丙烯酸树脂的制备工艺
本专利技术是涉及一种固体丙烯酸树脂的制备工艺，具体说，是涉及一种适用于UV光固化体系的固体丙烯酸树脂的制备工艺，属于功能材料制备

技术介绍
近年来，随着人们环保意识进一步加强和我国环保政策的相继出台，工业行业也随之发生巨大的变化，其中化工行业首当其冲，在新环境下面临着新的考验。由于UV光固化技术是一种环保、低VOC排放技术，UV光固化成膜拥有高效、节能、环境友好、经济、适应性强等优点，因此UV光固化技术已成为当今主要发展和研究热点之一。又由于丙烯酸树脂具有良好的保光保色性、耐候性、干燥快、施工方便、易于施工、重涂和返工等优点，因此现有技术中通常将其添加到UV光固化体系中，以起到调节配方粘度、降低收缩率、降低成本、增加初粘力、加快表干、提高层间附着力等作用。但目前用于UV光固化体系中的丙烯酸树脂主要为饱和树脂，在光固化成膜过程中不能发生进一步交联反应，只是作为惰性添加物/助剂用于UV光固化体系中，这种物理包覆式组合使用方式影响了涂膜硬度、与基材的附着力、耐醇性能和抗腐蚀能力等物化性能，因而局限了其广泛应用。另外，随着当前环保要求的日益提高，越来越多涂料厂商希望可以将溶剂型涂料的固含提高，但使用现有丙烯酸树脂增加固含会遇到以下两个难题：在高固含下难以继续溶解；在高固含下涂料粘度过大，导致产品无法正常涂布施工；因此，高固低粘特性的丙烯酸树脂也已成为UV光固化应用领域渴求的理想产品。还有，当前涂料及油墨用固体丙烯酸树脂主要是采用悬浮聚合法生产，因为本体聚合法在聚合中后期的聚合自加速效应，很容易导致产生爆聚及聚合温度难以控制的问题，容易导致所得到的固体丙烯酸树脂存在分子量分布过宽、分子量分布系数大、残留单体多等问题，若使用这样的固体丙烯酸树脂，很容易导致所制造的涂料或油墨存在：储存稳定性差，在储存期间易产生沉淀、分层以及发花现象；气味大；与基材的附着力差；易产生起泡、剥落、变色、收缩等缺陷问题。但由公知常识可知：悬浮聚合法存在废水处理问题，不符合当今环保要求；并且，在聚合末期需要使用阻聚剂来终止反应，工艺控制要求苛刻，产品质量一致性差，不良率高；而本体聚合法，在聚合过程中只需加入单体、引发剂及分子量调节剂，无需溶剂，没有废水产生，环境友好，生产效率高，生产成本低，且产物纯净，产品色泽均一、产品质量一致性好，现已成为当今工业化鼓励发展的聚合工艺。因此，如何实现本体聚合法工业化生产分子量分布窄、残留单体低、综合性能优异的固体丙烯酸树脂，也成为本领域当前热点研究问题之一。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题和需求，本专利技术的目的是提供一种适用于UV光固化体系的固体丙烯酸树脂的制备工艺。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种适用于UV光固化体系的固体丙烯酸树脂的制备工艺，为本体聚合法，具体操作包括：将100质量份的至少一种每分子具有一个可聚合双键的单官能单体与1～10质量份的一种每分子具有两个可聚合双键的双官能单体及0.1～5.0质量份的引发剂和1～10质量份的链转移剂均加入能实现水浴加热的本体聚合反应器中，搅拌混合均匀后，使本体聚合反应器在40～90℃的恒温水浴加热下持续进行聚合反应，直至聚合反应结束。一种优选方案，所述制备工艺的具体操作包括：将100质量份的两种每分子具有一个可聚合双键的单官能单体与1～5质量份的一种每分子具有两个可聚合双键的双官能单体及0.3～2.0质量份的引发剂和3～6质量份的链转移剂均加入能实现水浴加热的本体聚合反应器中，搅拌混合均匀后，使本体聚合反应器在50～60℃的恒温水浴加热下持续进行聚合反应，直至聚合反应结束。一种优选方案，所述的单官能单体选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、苯乙烯中的至少一种。一种优选方案，所述的单官能单体为甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸正丁酯的组合。进一步优选方案，100质量份的单官能单体中，甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸正丁酯的组合质量比为2:1～3:1。一种优选方案，所述的双官能单体选自二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸己二醇酯、二丙烯酸三丙二醇酯、二丙烯酸丁二醇酯、二丙烯酸新戊二醇酯、二丙烯酸二甘醇酯、二丙烯酸三甘醇酯、二丙烯酸二丙二醇酯、丙烯酸烯丙基酯中的至少一种。一种优选方案，所述引发剂是由主引发剂和助引发剂组成，其中助引发剂的质量占比为0～20％。一种优选方案，所述主引发剂选自偶氮二异丁腈、1-叔-戊基偶氮-1-氰基环己烷、过氧化月桂酰、1-叔-丁基偶氮-1-氰基环己烷、过辛酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过苯甲酸叔丁酯、过安息香酸丁酯、过氧化甲酸叔丁酯、过氧化二叔丁基、过氧化氢二异丙苯、叔戊基过氧化氢、叔丁基过氧化氢中的至少一种；所述助引发剂选自2,2-双(过氧化叔丁基)丁烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷(双二五硫化剂)、叔丁基过氧化六氢对苯二酸酯(KAYAESTERHTP-65W)中的至少一种。一种优选方案，所述引发剂是由主引发剂和助引发剂组成，其中主引发剂为过氧化月桂酰，助引发剂为2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷或叔丁基过氧化六氢对苯二酸酯，且主引发剂与助引发剂的质量比为5:1。一种优选方案，所述链转移剂选自正丙基硫醇、正丁基硫醇、正辛基硫醇、正十二烷基硫醇、二硫酯、α-甲基苯乙烯二聚体中的至少一种。与现有技术相比，本专利技术具有如下显著的有益效果：1)经检测分析得知：采用本专利技术制备工艺可获得单体残留率低(可低于1％)且分子量分布窄(PD可小于3.0)的固体丙烯酸树脂；2)经检测分析得知：采用本专利技术制备工艺获得的固体丙烯酸树脂中带有活性双键，因此，当其用于UV光固化体系中，可参与UV光固化成膜反应，与UV光固化体系中的单体一同生成一体式的三维网状交联结构，从而有利于加快光固化速率和降低涂层的收缩率；3)经实验验证：采用本专利技术制备工艺获得的固体丙烯酸树脂在有机溶剂中具有溶解性，可在室温下以30％固含溶解于二甲苯、二氯甲烷、乙酸乙酯等有机溶剂中，尤其在乙酸乙酯中的溶解性可达到60％固含，非常有利于在高固UV光固化体系中使用；4)经应用试验证明：采用本专利技术制备工艺获得的固体丙烯酸树脂具有高固低粘特性，30％固含的乙酸乙酯溶液的粘度只有17mpa﹒s，尤其是，50％固含的乙酸乙酯溶液的粘度也只有280mpa﹒s，非常有利于实现高固配方，以降低有机溶剂的使用，更有益于环保要求；5)经实验验证：采用本专利技术制备工艺获得的固体丙烯酸树脂可与多种UV光固化单体之间具有很好的相容性，在温度为70℃下，可至少以15％的固含与多种UV光固化单体完全相容得到透明溶液，非常适用于UV光固化体系中；6)经在PVC板材上涂膜实验得知：对于基材显现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于UV光固化体系的固体丙烯酸树脂的制备工艺，为本体聚合法，其特征在于，具体操作包括：将100质量份的至少一种每分子具有一个可聚合双键的单官能单体与1～10质量份的一种每分子具有两个可聚合双键的双官能单体及0.1～5.0质量份的引发剂和1～10质量份的链转移剂均加入能实现水浴加热的本体聚合反应器中，搅拌混合均匀后，使本体聚合反应器在40～90℃的恒温水浴加热下持续进行聚合反应，直至聚合反应结束。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于UV光固化体系的固体丙烯酸树脂的制备工艺，为本体聚合法，其特征在于，具体操作包括：将100质量份的至少一种每分子具有一个可聚合双键的单官能单体与1～10质量份的一种每分子具有两个可聚合双键的双官能单体及0.1～5.0质量份的引发剂和1～10质量份的链转移剂均加入能实现水浴加热的本体聚合反应器中，搅拌混合均匀后，使本体聚合反应器在40～90℃的恒温水浴加热下持续进行聚合反应，直至聚合反应结束。


2.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺的具体操作包括：将100质量份的两种每分子具有一个可聚合双键的单官能单体与1～5质量份的一种每分子具有两个可聚合双键的双官能单体及0.3～2质量份的引发剂和3～6质量份的链转移剂均加入能实现水浴加热的本体聚合反应器中，搅拌混合均匀后，使本体聚合反应器在50～60℃的恒温水浴加热下持续进行聚合反应，直至聚合反应结束。


3.根据权利要求1或2所述的制备工艺，其特征在于：所述的单官能单体选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、苯乙烯中的至少一种。


4.根据权利要求3所述的制备工艺，其特征在于：所述的单官能单体为甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸正丁酯的组合。


5.根据权利要求4所述的制备工艺，其特征在于：100质量份的单官能单体中，甲基丙烯酸甲酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏维，申吉生，张正风，
申请(专利权)人：博立尔化工扬州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32