【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光固化材料，具体涉及一种基于蓖麻油的双重固化预聚物的制备方法。
技术介绍
1、随着人们对石化能源枯竭和气候变化的关注，低碳、环保、可持续的经济发展模式成为未来的发展趋势。传统的有机高分子材料大部分是石油基产品，其利用的是不可再生资源，且使用后的废弃物几乎不具备降解性，造成了一系列的环境问题。使用可再生的生物质原料制造环境友好的功能性涂料、油墨、胶黏剂，能够有效降低碳排放，缓解石油危机，已经成为世界各国的研究热点。植物油作为最早使用的一种生物基材料，被用来合成多种涂料树脂，包括醇酸树脂，醇酸氨酯油，但在光固化领域的应用还不多。
2、光固化技术具有高效、节能、经济、环境友好、适应性广等优点，是一种具有广泛应用前景的新材料技术。光固化生产线可以与涂装设备、干燥设备一起组成自动生产线，大大提高生产效率。近几十年来，自由基光固化技术在木器漆涂料、纸张光油、塑胶罩光涂料等领域得到了广泛应用。然而由于光固化技术自身的缺陷(氧气阻聚严重，厚涂层不易固化等)，其应用领域受到一定限制。双重固化可以有效克服这一缺陷，常见的方式包括“自由基光固化-热固化”、“自由基光固化-潮气固化”、“自由基光固化-阳离子光固化”等。双重固化可以有效结合两种固化方式的优点，弥补单一固化方式的不足，近年来发展越来越受重视，例如：热固化或潮气固化可以有效提高光照不充分区域的交联密度，从而提高整体的综合性能。
3、中国专利申请号201710412597.4和202010577464.4分别公开了一种光固化-热固化和一种自由基固化-阳离子
4、中国专利申请号201010150600.8公开了一种含有丙烯酸酯双键和环氧基团的双固化基团树脂的制备方法及其应用，先使用过量的双酚a环氧树脂和多异氰酸酯分别与丙烯酸，聚醚多元醇和羟基丙烯酸反应，然后二者之间进行反应，得到同时具有丙烯酸酯双键和环氧基团的聚氨酯树脂。然而，在实际合成的操作过程中，随着扩链反应的进行，粘度会急剧增大，以至于搅拌混合困难，容易出现胶化的现象。
技术实现思路
1、本专利技术针对上述现有技术上的不足，提供了一种基于蓖麻油的双重固化预聚物的制备方法。本专利技术预聚物中，用于自由基光固化的丙烯酸酯双键与用于阳离子光固化的环氧基团通过化学链连接，具有良好的稳定性和相容性，固化膜表现出较高的光泽和丰满度，良好的韧性、附着力和硬度，取得了较好的技术效果。
2、本专利技术基于蓖麻油的双重固化预聚物的制备方法，包括如下步骤：
3、步骤1：将脂环族环氧树脂、丙烯酸和催化剂a按比例混合，加热反应，得到脂环族环氧丙烯酸预聚物；
4、步骤2：将多异氰酸酯、羟基环氧单体和催化剂b按比例混合，加热反应，得到环氧异氰酸酯预聚物；
5、步骤3：将步骤1获得的脂环族环氧丙烯酸预聚物、步骤2获得的环氧异氰酸酯预聚物、蓖麻油和催化剂b按一定比例混合，加热反应，得到基于蓖麻油的双重固化预聚物。
6、所述脂环族环氧树脂选自3,4-环氧环己基甲酸-3',4'-环氧环己基甲酯、双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯、1,4-环己烷二甲醇双(3,4-环氧环己烷甲酸)酯中的一种或几种。
7、所述催化剂a选自四丁基氯化铵、四丁基溴化铵、四乙基氯化铵、四乙基溴化铵中的一种或几种。
8、所述多异氰酸酯选自旭化成tma-100、tla-100、tul-100、24a-100、tpa-100、tka-100中的一种或几种。
9、所述羟基环氧单体选自3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷、缩水甘油中的一种或几种。
10、所述催化剂b选择二丁基二月桂酸锡、氯化亚锡、辛酸亚锡中的一种或几种。
11、作为优选方案，步骤1中，称取一定质量的脂环族环氧树脂、丙烯酸、催化剂a和阻聚剂置于反应器中，环氧基团与丙烯酸的摩尔比为1.00:1～1.04:1，催化剂a占总质量的0.2～0.5％，对羟基苯甲醚占总质量的0.05～0.3％，缓慢加热至110～140℃下反应，直至酸值降低至3mgkoh/g以下，得到脂环族环氧丙烯酸预聚物。
12、此处的“总质量”是环氧树脂、丙烯酸、催化剂a的质量之和。
13、所述阻聚剂为对羟基苯甲醚，用于减少副反应的发生，防止反应失败。
14、作为优选方案，步骤2中，称取一定质量的多异氰酸酯、羟基环氧单体和催化剂b置于反应器中，异氰酸酯与羟基的摩尔比为1.5:1～3:1，催化剂b占总质量的0.01～0.04％，缓慢加热至60～90℃下反应，直至异氰酸酯的含量达到理论值。
15、此处的“总质量”是多异氰酸酯、羟基环氧单体和催化剂b的质量之和。
16、该步反应中，异氰酸酯与羟基的摩尔比1.5:1～3:1，即异氰酸酯相对羟基是过量的。根据投料比，可以计算出异氰酸酯的理论含量，即“理论值”，理论值＝(异氰酸酯的摩尔量-羟基的摩尔量)*42/(多异氰酸酯的质量+羟基环氧单体的质量+催化剂b的质量)。当异氰酸酯的实际含量达到理论值时，说明反应已经进行完全(异氰酸酯的含量可通过二正丁胺法测定：国标gb/t 12009.4-2016)；
17、作为优选方案，步骤3中，称取步骤1获得的脂环族环氧丙烯酸预聚物(含b摩尔羟基)、步骤2获得的环氧异氰酸酯预聚物(含a摩尔异氰酸酯)、蓖麻油(含c摩尔羟基)置于反应烧瓶中，控制a、b、c的摩尔比为a:(b+c)＝1:1.01～1:1.04,b:c＝0.25:1～4:1，同时加入占总质量0.01～0.04％的催化剂b和占总质量0.05～0.3％的阻聚剂，缓慢加热至60～90℃下反应，直至异氰酸酯的含量低于0.4％。
18、此处的“总质量”是步骤1获得的脂环族环氧丙烯酸预聚物、步骤2获得的环氧异氰酸酯预聚物、蓖麻油、催化剂b和阻聚剂的质量之和。
19、所述阻聚剂为对羟基苯甲醚，用于减少副反应的发生，防止反应失败。
20、本专利技术的有益效果体现在：
21、本专利技术合成的一种基于蓖麻油的双重固化预聚物，分子链中同时含有可自由基光固化的丙烯酸酯基团和可阳离子固化的环氧基团，二者通过化学键连接，具有良好的稳定性和相容性。经紫外光固化后，由于蓖麻油链段和双重固化交联网络的存在，固化膜表现出较高的光泽和丰满度，良好的韧性、附着力和硬度，取得了较好的技术效果。
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1.一种基于蓖麻油的双重固化预聚物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：
7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种基于蓖麻油的双重固化预聚物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁荣校，
申请(专利权)人：广东诺威聚合物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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