一种光固化涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种光固化涂层及其制备方法，其特征在于，按照重量份数，包括以下组分：含羟基二元羧酸200

【技术实现步骤摘要】
一种光固化涂层及其制备方法


[0001]本专利技术属于化学涂层领域，涉及一种光固化涂层及其制备方法。
技术背景
[0002]涂层是指在塑料、金属或者织物上涂覆一层起到防护、绝缘、装饰等目的塑料薄层，厚度由具体的作用决定，从20
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50微米不等，还有的可以达到1纳米，主要应用在蒙皮涂层、发动机涂层、温控涂层、伪装涂层、纺织涂层、硬质合金涂层等领域，在社会生活中有广泛的应用。
[0003]光固化树脂以其固化快、能量利用率高、挥发组分含量低等优点获得了社会各界的关注，树脂在固化后又有较好的力学性能，将腐蚀性能，又可以提高材料的力学性能，并在材料和外界之间形成一层保护层。
[0004]紫外光(UV)固化技术是通过紫外光的照射，使光引发剂发生裂解，生成活性自由基从而引发液体的丙烯酸单体或液体丙烯酸酯类低聚物通过自由基聚合形成大分子量网状固体聚合物。
[0005]紫外光(UV)固化产品主要组成成分是：光固化树脂、光固化单体和光引发剂。随着技术的发展，光固化产品可以做到无溶剂无排放，相对于传统的热固性材料或溶剂型自干产品，有巨大的环保优势。近年来紫外光固化技术逐步向更加低能耗的紫外LED方向发展，因为它具有更高效率更低能耗。总结起来，紫外光(UV)固化技术的主要优点是环境友好、固化速度快、生产效率高、能耗低，随着人们对能耗、环保的要求越来越高，传统的溶剂型涂料、油墨、胶黏剂等正在逐步被紫外光固化产品所替代。
[0006]但是对于其他类型的光固化涂层，不饱和聚酯类光固化涂层的光固化速度相对较慢，成为其应用的瓶颈。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种光固化涂层及其制备方法，该涂层可在90s内完全固化，可以在材料表面迅速固化且不会放出大量热量，提高材料的强度和使用寿命。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种光固化涂层，按照重量份数，包括以下组分：
[0009][0010]所述含羟基二元羧酸分子结构式为：
[0011][0012]其中，R1、R2、R3为不存在或烷基，n1、n2为自然数，并且不同时为0。
[0013]优选地，所述含羟基二元羧酸为2
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羟基丁二酸。
[0014]优选地，所述稀释剂为甲基丙烯酸羟乙酯。
[0015]优选地，所述引发剂为甲基磺酸。
[0016]优选地，所述光固化剂为TPO。
[0017]另，本申请还提供一种制备如上述的光固化涂层的方法，包括以下步骤：
[0018](1)将邻苯二甲酸酐、新戊二醇、二乙二醇、含羟基二元羧酸作为单体合成树脂，将以上单体在145℃下混合均匀后加入引发剂，边加热边搅拌反应8h，合成侧链含有羟基的树脂；
[0019](2)向步骤(1)合成的侧链含有羟基的树脂中加入甲基丙烯酸，在110℃下混合均匀后加入引发剂，在树脂侧链引入C＝C，边加热边搅拌反应7h，得到光固化树脂；
[0020](3)将光固化剂加入到稀释剂中，搅拌均匀后加入到步骤(2) 得到的光固化树脂中，搅拌均匀，得到光固化涂层材料。
[0021]优选地，所述步骤(3)中，步骤(2)制得的光固化树脂与稀释剂的重量比为3:2。
[0022]上述步骤(1)反应式如下：
[0023][0024]上述步骤(2)反应式如下：
[0025][0026]本专利技术的有益效果：
[0027]含羟基二元羧酸是具有两个羧基和至少一个羟基的多官能团结构，可以使制备的树脂在侧链引入活泼的C＝C，树脂可以在加入光引发剂之后短时间内进行固化，并作为材料的防护涂层进行使用，涂层界面使材料不再直接与外界接触，增加材料的性能的同时也增加了使用寿命，并且树脂固化速度快、放热低，对附着物热损伤低。
附图说明
[0028]图1为实施例1光固化树脂的傅里叶变换红外图。
[0029]图2为实施例1制备接枝甲基丙烯酸前后树脂的核磁共振图。
具体实施方式
[0030]实施例1
[0031]一种光固化涂层，按照重量份数，包括以下组分：
[0032][0033]另外，本实施例提供一种制备如上所述的光固化涂层的方法，包括以下步骤：
[0034](1)将邻苯二甲酸酐、新戊二醇、二乙二醇、含羟基二元羧酸作为单体合成树脂，将以上单体在145℃下混合均匀后加入引发剂，边加热边搅拌反应8h，合成侧链含有羟基的树脂；
[0035](2)向步骤(1)合成的侧链含有羟基的树脂中加入甲基丙烯酸，在110℃下混合均匀后加入引发剂，在树脂侧链引入C＝C，边加热边搅拌反应7h，得到光固化树脂；
[0036](3)将光固化剂加入到稀释剂中，搅拌均匀后加入到步骤(2) 得到的光固化树脂中，搅拌均匀，得到光固化涂层材料。
[0037]步骤(2)制得的光固化树脂与稀释剂的重量比为3:2。
[0038]光固化树脂的化学结构由图1傅里叶变换红外图可知,大约在 3440cm
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1处为
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OH伸缩振动峰，在1740cm
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1左右为酯羰基C＝O(酯化反应的特征峰)的伸缩振动峰，在1620cm
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1左右为碳碳双键C＝C(甲基丙烯酸)的伸缩振动峰。
[0039]光固化树脂的化学结构由图2核磁共振图可知，图2中位于上面的曲线为接枝甲基丙烯酸之前，位于下面的曲线为接枝甲基丙烯酸之后。从接枝甲基丙烯酸前后的核磁峰进行对比，可以发现在接枝前的2、6羟基峰在接枝之后消失，出现了甲基丙烯酸的双键峰5，从红外图和核磁图可以证明光固化树脂合成是成功的。
[0040]实施例2
[0041]一种光固化涂层，按照重量份数，包括以下组分：
[0042][0043]制备方法同实施例1。
[0044]实施例3
[0045]一种光固化涂层，按照重量份数，包括以下组分：
[0046][0047]制备方法同实施例1。
[0048]对照组1
[0049][0050]将对照组和实施例1、2、3制备的光固化涂层材料在材料表面进行一定厚度的涂层涂覆，然后将涂覆光固化树脂的材料放置于紫外灯下，照射1.5min，经过紫外光固化后的材料表面包覆了一层光固化涂层，对其固化时间进行测量，并对固化后的机械性能进行测试，测试结果如下表1。
[0051]表1固化时间及固化后材料的机械性能测试结果
[0052] 实施例1实施例2实施例3对照组固化时间/s909090120断裂强度/MPa19.9829.8242.2118.13断裂伸长率/％39.827.6217.5913.56
[0053]从表1可以看出，光固化涂层的固化时间明显缩短，光固化涂层既有较好的强度，又有较好的断裂伸长率，可以保证涂层在使用过程中具有保护材料的能力，使材料具有更长的使用时间。
[0054]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光固化涂层，其特征在于，按照重量份数，包括以下组分：所述含羟基二元羧酸分子结构式为：其中，R1、R2、R3为不存在或烷基，n1、n2为自然数，并且不同时为0。2.根据权利要求1所述的光固化涂层，其特征在于，所述含羟基二元羧酸为2
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羟基丁二酸。3.根据权利要求1所述的光固化涂层，其特征在于，所述稀释剂为甲基丙烯酸羟乙酯。4.根据权利要求1所述的光固化涂层，其特征在于，所述引发剂为甲基磺酸。5.根据权利要求1
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4任一所述的光固化涂层，其特征在于，所述光固化剂为TPO。6.一种制备如权利要求1
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5任一所述的光固化...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉伟，王泉，车俊伯，金书香，杨吉颖，崔欣，张白浪，刘玉红，张建明，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：