氟改性的环氧丙烯酸树脂、紫外光固化光油及其制备方法、将该光油涂布于基材的方法技术

本发明专利技术公开了一种氟改性的环氧丙烯酸树脂、紫外光固化光油及其制备方法、以及将该光油涂布于基材的方法。该氟改性的环氧丙烯酸树脂由以下步骤制得：将一元不饱和羧酸与环氧树脂中的至少一个环氧基团进行开环酯化反应，形成环氧丙烯酸树脂；将含氟羧酸或者含氟羧酸酐与所述环氧丙烯酸树脂中的至少一个羟基进行酯化反应，形成含氟侧链基团的环氧丙烯酸树脂。本发明专利技术的紫外光固化光油是基于氟改性的环氧丙烯酸树脂来制备的。当将该光油用于基材表面时，可以提高材料的表面硬度、附着力、耐摩擦性、耐热冲击、耐手汗、防指纹性等至少一种性能，特别是在表面硬度、附着力、耐手汗、防指纹性等性能方面得到显著改善，从而提高材料本体的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及保护涂层材料
，更具体地，本专利技术涉及氟改性的环氧丙烯酸树脂、基于该氟改性的环氧丙烯酸树脂而制备的紫外光固化光油及其制备方法、以及将该紫外光固化光油涂布于基材的方法。 
技术介绍
紫外光固化光油（或称为UV固化光油）广泛应用于书籍、包装材料（例如烟盒）、金属材料、玻璃制品等材料表面，起到美观、防腐、防刮擦等各种作用，从而用来提高材料的使用寿命和外观效果。 随着电子技术的发展，UV固化光油在电子产品如手机、Pad、电纸书、自动存取款机等的触摸屏的领域也得到了广泛的应用。当前电子产品的触摸屏从传统的显示部件转变成显示和输入一体化的部件。与传统的按键式、键盘式的输入方法的不同，触摸式输入法是通过工具或手指与触摸屏的直接接触来实现信息输入的目的。尤其是随着电容式触摸屏的发展，手触摸的输入方式的应用越来越广泛。因此，如何延长触摸屏的使用寿命受到更广泛的关注。常见的延长触摸屏使用寿命的方法是在触摸屏表面涂上绝缘涂层，阻止手指与产生电信号的屏体的直接接触，延长触摸屏的使用寿命。通常使用的绝缘涂层是UV固化光油。但是，由于目前的UV固化光油的性能不足，且由于选材的原因，UV固化光油特别是在表面硬度、附着力、耐摩擦性、耐热冲击、耐手汗、防指纹性等性能方面无法满足现代触摸屏的应用需求。因此，开发出一种能解决上述缺陷的UV固化光油受到了大家广泛的关注。 
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于UV固化光油中的氟改性的环氧丙烯酸树脂。 进一步地，本专利技术的目的在于提供一种基于氟改性的环氧丙烯酸树脂所制 备的UV固化光油，所述UV固化光油在表面硬度、附着力、耐手汗、防指纹性等至少一种性能方面优异，从而起到保护材料本体、延长材料的使用寿命的作用。 进一步地，本专利技术的目的在于提供一种制备UV固化光油的方法。 进一步地，本专利技术的目的在于提供一种将UV固化光油涂布于基材的方法。 本专利技术通过以下技术方案来实现上述本专利技术的目的： 根据本专利技术的一个方面，提供一种氟改性的环氧丙烯酸树脂，其由以下步骤制得：将一元不饱和羧酸与环氧树脂中的至少一个环氧基团进行开环酯化反应，形成环氧丙烯酸树脂；将含氟羧酸或者含氟羧酸酐与所述环氧丙烯酸树脂中的至少一个羟基进行酯化反应，形成含氟侧链基团的环氧丙烯酸树脂，即制得所述氟改性的环氧丙烯酸树脂。 根据本专利技术的另一个方面，提供一种包含上述氟改性的环氧丙烯酸树脂的紫外光固化光油。 根据优选的实施方式，所述紫外光固化光油包含20-50重量份氟改性的环氧丙烯酸树脂、10-30重量份紫外光固化树脂、5-30重量份丙烯酸酯单体、1-7重量份光引发剂、10-40重量份填料和4-10重量份助剂。 根据本本专利技术的另一个方面，提供一种制备所述的紫外光固化光油的方法，包括：将光引发剂、丙烯酸酯单体混合并使光引发剂溶解于丙烯酸酯单体中；加入氟改性的环氧丙烯酸树脂、紫外光固化树脂、丙烯酸酯单体和助剂，搅拌使其混合均匀；加入填料，搅拌使其分散混合均匀，然后静置至少10分钟，使填料被充分润湿；以及将混合后的分散体研磨，从而制得紫外光固化光油。 根据本专利技术的另一个方面，提供一种将紫外光固化光油涂布于基材的方法，包括：用溶剂将紫外光固化光油稀释至所需的粘度；通过丝网印刷或胶印将稀释后的紫外光固化光油涂布于基材；以及通过紫外光辐照设备将紫外光照射涂布后的膜层，以使其固化。 本专利技术提供一种新型的氟改性的环氧丙烯酸树脂，基于该树脂制备出具有优异性能的紫外光固化光油。本专利技术的紫外光固化光油的涂布方法简单，当将 所述紫外光固化光油涂布于基材表面时，可以提高材料的表面硬度、耐手汗、防指纹性以及膜层与基材之间的附着力等至少一种性能，特别是在耐手汗或防指纹性等性能方面，从而提高材料本体的使用寿命。 具体实施方式由于本专利技术的紫外光固化光油包含新型的氟改性的环氧丙烯酸树脂，使其提高了材料的表面硬度、附着力、耐摩擦性、耐热冲击、耐手汗、防指纹性等至少一种性能。进一步地，通过调配本专利技术的紫外光固化光油的组成成分和含量，可以获得特别是在表面硬度、附着力、耐手汗、防指纹性等性能方面更为优异的保护膜层。 根据本专利技术的一个方面，提供一种氟改性的环氧丙烯酸树脂，其由以下步骤制得：先将一元不饱和羧酸与环氧树脂中的至少一个环氧基团进行开环酯化反应，形成环氧丙烯酸树脂；然后将含氟羧酸或者含氟羧酸酐与所述环氧丙烯酸树脂中的至少一个羟基进行酯化反应，形成含氟侧链基团的环氧丙烯酸树脂，即制得本专利技术的氟改性的环氧丙烯酸树脂。 本专利技术的氟改性的环氧丙烯酸树脂是通过常见的两步酯化反应来制备的，具体如下： 首先，一元不饱和羧酸与环氧树脂中的至少一个环氧基团发生开环酯化反应，即环氧树脂中的环氧基团开环，并与一元不饱和羧酸中的羧酸基团反应形成酯基、以及羟基。 例如，当环氧基团位于环氧树脂链的末端位置时，其与一元不饱和羧酸的反应如下式所示： CH2(O)CH-+R1COOH→R1COOCH2-CH(OH)-  式（1） 当环氧基团位于环氧树脂链的中间位置时，其与一元不饱和羧酸的反应如下式所示： -CH(O)CH-+R1COOH→-CH(OOC-R1)-CH(OH)-  式（2） 其中，上述式（1）和（2）中的一元饱和羧酸R1COOH中R1为不饱和烃基，优选为烯类烃基。 然后，将含氟羧酸或者含氟羧酸酐与上述制备的环氧丙烯酸树脂中的至少一个羟基进行酯化反应，其中，所述羟基是环氧树脂中原有的羟基或者环氧树 脂单元通过环氧基团开环后而形成的羟基，其具体反应式如下所示： R1COOCH2-CH(OH)-+R2COOH→R1COOCH2-CH(OOCR2)-  式（3） R1COOCH2-CH(OH)-+1/2(R2CO)2O→R1COOCH2-CH(OOCR2)-  式（4） 或者 -CH(OOC-R1)-CH(OH)-+R2COOH→-CH(OOC-R1)-CH(OOCR2)-  式（5） -CH(OOC-R1)-CH(OH)-+1/2(R2CO)2O→-CH(OOC-R1)-CH(OOCR2)-  式（6） 其中，上述含氟羧酸R2COOH或者含氟羧酸酐(R2CO)2O中的R2是含氟的烃基。 通过上述两步反应后，形成含氟侧链基团的环氧丙烯酸树脂，即制得所述氟改性的环氧丙烯酸树脂。 通常环氧树脂中含有两个或更多个环氧基团。在本专利技术的开环酯化反应中，一元不饱和羧酸一般与环氧树脂中的至少一个环氧基团发生酯化反应。与一元不饱和羧酸进行开环酯化反应的环氧基团的数目依赖于环氧树脂中环氧基团的数目或者环氧当量。例如，一元不饱和羧酸与环氧树脂中的一个、二个或三个环氧基团与一元不饱和羧酸发生开环酯化反应。另外，一元不饱和羧酸与环氧树脂中的至少一个环氧基团发生酯化反应所形成的羟基以及环氧树脂中自身存在的羟基都有可能与含氟羧酸或者含氟羧酸酐发生酯化反应。在本专利技术的制备方法中，含氟羧酸或者含氟羧酸酐通常与环氧树脂中至少一个羟基进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氟改性的环氧丙烯酸树脂，其由以下步骤制得：将一元不饱和羧酸与环氧树脂中的至少一个环氧基团进行开环酯化反应，形成环氧丙烯酸树脂；将含氟羧酸或者含氟羧酸酐与所述环氧丙烯酸树脂中的至少一个羟基进行酯化反应，形成含氟侧链基团的环氧丙烯酸树脂，即制得所述氟改性的环氧丙烯酸树脂。

【技术特征摘要】
1.一种氟改性的环氧丙烯酸树脂，其由以下步骤制得：
将一元不饱和羧酸与环氧树脂中的至少一个环氧基团进行开环酯化反应，
形成环氧丙烯酸树脂；
将含氟羧酸或者含氟羧酸酐与所述环氧丙烯酸树脂中的至少一个羟基进
行酯化反应，形成含氟侧链基团的环氧丙烯酸树脂，即制得所述氟改性的环氧
丙烯酸树脂。
2.根据权利要求1所述的氟改性的环氧丙烯酸树脂，其中，所述环氧树
脂是选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树
脂中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的氟改性的环氧丙烯酸树脂，其中，所述一
元不饱和羧酸是丙烯酸和/或甲基丙烯酸。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的氟改性的环氧丙烯酸树脂，其中，所
述含氟羧酸或者含氟羧酸酐是选自全氟庚酸、全氟辛酸、全氟壬酸、全氟十二
酸、三氟乙酸、以及它们的酸酐中的至少一种。
5.根据权利要求1-5中任一项所述的氟改性的环氧丙烯酸树脂，其中，
所述环氧树脂为双酚F型环氧树脂，所述一元不饱和羧酸为丙烯酸，所述含氟
羧酸或酸酐为三氟乙酸酐；或者所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，所述一
元不饱和羧酸为甲基丙烯酸，所述含氟羧酸或酸酐为三氟乙酸；或者所述环氧
树脂为聚乙二醇二缩水甘油醚型环氧树脂，所述一元不饱和羧酸为甲基丙烯
酸，所述含氟羧酸或酸酐为全氟辛酸。
6.根据权利要求1所述的氟改性的环氧丙烯酸树脂，其中，所述氟改性
的环氧丙烯酸树脂由以下步骤制得：
将一元不饱和羧酸与环氧树脂中的至少一个环氧基团进行开环酯化反应，
以形成环氧丙烯酸树脂，其中，该反应是在第一溶剂中于回流温度下进行的，
且加入浓硫酸作为催化剂；以及
将含氟羧酸或者含氟羧酸酐与上述制备的环氧丙烯酸树脂中的至少一个
羟基进行酯化反应，形成含氟侧链基团的环氧丙烯酸树脂，其中，该反应是在

\t第二溶剂中于冰水温度下进行的，且加入三乙胺作为催化剂。
7.根据权利要求1所述的氟改性的环氧丙烯酸树脂，其中，所述第一溶
剂是甲苯，所述第二溶剂是四氢呋喃。
8.一种紫外光固化光油，包含权利要求1-7中任一项所述的氟改性的环
氧丙烯酸树脂。
9.根据权利要求8所述的紫外光固化光油，其中，所述紫外光固化光油
包含20-50重量份所述的氟改性的环氧丙烯酸树脂、10-30重量份紫外光固化
树脂、5-30重量份丙烯酸酯单体、1-7重量份光引发剂、10-40重量份填料和
4-10重量份助剂。
10.根据权利要求8或9所述的紫外光固化光油，其中，所述氟改性的环
氧丙烯酸树脂为25-40重量份。
11.根据权利要求9-10中任一项所述的紫外光固化光油，其中，所述紫
外光固化树脂选自聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂和聚
硅烷丙烯酸树脂中的至少一种。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的紫外光固化光油，其中，所述紫外
光固化树脂的官能度在2-4之间。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的紫外光固化光油，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘陆，薛建设，舒适，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：