一种低能量快速固化的环氧改性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低能量快速固化的环氧改性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法，步骤如下：1)以对二乙氨基苯甲酸与环氧化合物制备含羟基的环氧化合物；2)对二乙氨基苯甲酸和丙烯酸缩水甘油酯在催化剂和阻聚剂作用下反应一定时间，加入二异氰酸酯继续反应一段时间，再加入含羟基的环氧化合物反应，得到所述低能量快速固化的环氧改性聚氨酯丙烯酸酯。本发明专利技术通过化学改性的方式使所述的环氧改性聚氨酯丙烯酸酯一个分子上有4

【技术实现步骤摘要】
一种低能量快速固化的环氧改性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法


[0001]本专利技术属于紫外光固化领域，具体涉及一种低能量快速固化的环氧改性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法。

技术介绍

[0002]紫外光固化材料绝大多数光固化工艺是在空气环境中进行的，并且主要的应用是涂料和油墨等具有极大表面/体积比的薄涂层材料，所以由于氧气氧阻聚作用常常导致涂层底层固化、表面未固化而发黏的情况，特别是在有色体系中由于颜料或染料对紫外光的竞争吸收，氧阻聚现象更为明显。氧阻聚最终可导致涂层表层出现大量羟基、羰基、过氧基等氧化性结构，从而影响涂层的长期稳定性，甚至可能影响固化后漆膜的硬度、光泽度、耐溶剂性和抗划伤性等性能。这种情况在UV
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LED固化体系尤为明显，因为UV
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LED发射的紫外波长多为395nm，385nm，405nm，缺少了表干影响极大的UV
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C短波紫外光(200
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300nm)。
[0003]通过常规工艺方法制备的聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯等预聚物均有氧阻聚的问题，在低能量下很难实现表面固化干燥。
[0004]为了克服氧阻聚的影响，提高表面固化效果，传统的方法包括制备多官能UV树脂、加大引发剂量、加大辐射剂量，氮气保护，覆膜，添加能提供活泼氢的物质等。但是，在实际应用下制备多官能UV树脂多是使用季戊四醇三丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯这样的高官羟基丙烯酸酯，合成的UV树脂通常固化收缩率非常大，固化过程放热非常大，固化应力较大产品易卷曲等问题；加大引发剂的剂量会造成成本上升，效果也有限，且残留引发剂多影响后续的老化性能；加大辐射剂量会造成耗电量增大，设备成本增大，且大辐射剂量对材料抗老化不利；氮气保护只有一些特定的设备才能实现，且工业上经常会遇到氮气纯度不够而限制固化速度的现象；覆膜施工难度大，易形成气泡，表面不平整等问题；添加活泼氢类物质主要是胺类与巯基类化合物，一般胺类及巯基类化合物气味较大，且胺类容易黄变，巯基类化合物直接添加进配方后容易与双键发生Michal加成，造成体系储存不稳定。在有色体系(如油墨、涂料等)中由于存在颜料及填料，需要使用分散剂，这些分散剂多为含有羧基或氨基的聚合物，活性胺加入容易与分散剂发生作用，造成颜料的分散效果变差，甚至发生沉降、絮凝等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是针对上述应用需求而提供一种低能量快速固化的环氧改性聚氨酯丙烯酸酯。本专利技术通过对二乙氨基苯甲酸与环氧化合物反应，得到含羟基的环氧化合物，并与二乙氨基苯甲酸和丙烯酸缩水甘油酯反应得到的羟基丙烯酸酯通过异氰酸酯反应得到所述的环氧改性聚氨酯丙烯酸酯，其一个分子上有4
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6个对二乙氨基苯的叔胺结构，降低了固化过程对氧气敏感度，降低氧气敏感度、提升固化速度，所得环氧改性聚氨酯丙烯酸酯的官能度为2
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3官能，固化收缩和应力较小，特别适用于一些只能用低能量的固化应用领域(如UV甲油胶)或氮气保护气纯度不高但需要快速固化的领域。
[0006]本专利技术为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：
[0007]一种低能量快速固化的环氧改性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法，包括如下步骤：
[0008]1)将a mol对二乙氨基苯甲酸与b mol官能度为f的环氧化合物加入带机械搅拌的反应器中，然后加入本步骤所有原料总质量0.01
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0.5％的催化剂对二甲氨基吡啶，升温至80
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120℃保温反应2
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8小时，得到含羟基的环氧化合物，备用；
[0009]2)将c mol对二乙氨基苯甲酸和d mol丙烯酸缩水甘油酯加入带机械搅拌的反应器中，然后加入本步骤所有原料总质量0.01
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0.5％的催化剂对二甲氨基吡啶和本步骤所有原料总质量0.01
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0.5％的阻聚剂对羟基苯甲醚，升温至60
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100℃保温反应4
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12小时(此时得到羟基丙烯酸酯)；
[0010]3)将步骤2)所得反应体系温度降低至40℃以下，加入e mol的二异氰酸酯，然后加入本步骤加入物料质量0.01
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0.3％的催化剂二月桂酸二丁基锡和本步骤加入物料质量0.01
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0.5％的阻聚剂对羟基苯甲醚，升温至40
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60℃保温反应1
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4小时(此时得到羟基丙烯酸酯与异氰酸酯的半加成物)；
[0011]4)将步骤3)所得反应体系中加入g mol第一步得到的含羟基的环氧化合物，然后加入本步骤加入物料质量0.01
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0.3％的催化剂二月桂酸二丁基锡和本步骤加入物料质量0.01
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0.5％的阻聚剂对羟基苯甲醚和本制备方法所有物料总质量0.001
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0.01％的邻甲基对苯二酚，升温至70
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80℃保温反应2
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4小时，得到所述低能量快速固化的环氧改性聚氨酯丙烯酸酯。
[0012]根据合成的粘度情况，可以在上述任意步骤中加入相应步骤物料总质量0
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30％的活性稀释剂，降低产物的粘度，方便出料。
[0013]上述制备方法中，a:b＝f:1，c:d:e＝1:1:1，g:c＝(1/f):1。
[0014]上述制备方法中，所述的官能度为f的环氧树脂包括但不限于双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、双酚E环氧树脂、4,4'
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联苯酚二环氧甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚中、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚等中的一种或多种按任意比例的混合物。其中，f＝2
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3。
[0015]上述制备方法中，所述的二异氰酸酯包括但不限于异佛尔酮二异氰酸酯、2,4甲苯二异氰酸酯等中的一种或二种按任意比例的混合物。
[0016]上述制备方法中，所述的活性稀释剂合适的例子包括但不限于丙烯酸异冰片酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二酸二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、苯基乙氧基丙烯酸酯、丙烯酸月桂酯等中的一种或多种按任意比例的混合物。
[0017]本专利技术所述的低能量快速固化的环氧改性聚氨酯丙烯酸酯，具体低气味、固化速度快、韧性好等特点。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0018]第一，本专利技术所述低能量快速固化的环氧改性聚氨酯丙烯酸酯，作为主要成分或助剂加入体系可以作为氢供体与夺氢型光引发剂配合使用，提升固化速度。
[0019]第二，本专利技术所述低能量快速固化的环氧改性聚氨酯丙烯酸酯，固化速度非常快，可以降低光引发剂用量或紫外辐射剂量，实现成本的降低。
[0020]第三，本专利技术所述低能量快速固化的环氧改性聚氨酯丙烯酸酯，对氧阻聚敏感性低，可以用于低能量固化或氮气保护气纯度波动较大但需要快速固化的领域、提升本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低能量快速固化的环氧改性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)将c mol对二乙氨基苯甲酸和d mol丙烯酸缩水甘油酯混合，然后加入催化剂对二甲氨基吡啶和阻聚剂对羟基苯甲醚，升温至60
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100℃保温反应4
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12小时；2)将待步骤1)所述反应体系的温度降低至40℃以下，加入e mol的二异氰酸酯，然后加入催化剂二月桂酸二丁基锡和阻聚剂对羟基苯甲醚，升温至40
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60℃保温反应1
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4小时；其中，c:d:e＝1:1:1；3)将步骤2)所得反应体系中加入g mol含羟基的环氧化合物，然后加入催化剂二月桂酸二丁基锡、阻聚剂对羟基苯甲醚和阻聚剂邻甲基对苯二酚，升温至70
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80℃保温反应2
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4小时，得到所述低能量快速固化的环氧改性聚氨酯丙烯酸酯。2.根据权利要求1所述的一种低能量快速固化的环氧改性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法，其特征在于所述含羟基的环氧化合物的制备方法如下：将a mol对二乙氨基苯甲酸与bmol官能度为f的环氧化合物加入带机械搅拌的反应器中，然后加入本步骤所有原料总质量0.01
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0.5％的催化剂对二甲氨基吡啶，升温至80
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄星，余晓梦，崔丽云，万欢，桂振东，高旭，
申请(专利权)人：武汉长盈鑫科技有限公司，
类型：发明
国别省市：