專利名稱：改性uv光固化純丙烯酸樹脂及其制備方法
技術領域：
本發明屬于化學材料技術領域，具體涉及一種UV光固化樹脂及其制備方法，特別是一種高耐水性金屬涂料用UV光固化純丙烯酸樹脂及其制備方法。
背景技術：
UV光固化樹脂是淺綠色透明液體，無需加固化劑和促進劑表面涂復，覆膜后用排氣滾滾涂式施工后，放入UV紫外線燈管下經紫外線光照射3-6分鐘即可完全固化。固化后硬度高，施工簡單，經濟實惠。未經紫外光照射的膠水可以重復使用。適應于水晶相框，貼機板，寶麗板，家具等平面式表面涂層。UV光固化樹脂不含溶劑或只含少量的惰性稀釋劑，固化時不需加熱，具有對環境污染小、能耗低、效率高、化學穩定性好及適用性廣等特點，節能環保，發展迅速。但是傳統的UV光固化純丙烯酸樹脂耐水性不好，形成的涂膜耐水性差，這限制了UV光固化純丙烯酸樹脂使用范圍。
發明內容
本發明的目的是提出一種UV光固化樹脂及其制備方法，克服了上述問題，其耐水性好，得到的涂膜收縮率低，綜合性能好。為了達到上述設計目的，本發明采用的技術方案如下:—種UV光固化樹脂，其原料含有叔碳酸縮水甘油酯17 23質量份、甲基丙烯酸縮水甘油酯20 30質量份、甲基丙烯酸甲酯3 8質量份、甲基丙烯酸丁酯12 18質量份、丙烯酸丁酯3 8質量份、甲基丙烯酸或丙烯酸10 14質量份、甲基丙烯異冰片酯8 12質量份、己二酸10.5 13.5質量份、對甲苯磺酸1.5 2.5質量份、開環催化劑0.2
0.5質量份、阻聚劑0.01 0.05質量份、引發劑1.0 3.0質量份。優選地，其原料含有叔碳酸縮水甘油酯20質量份、甲基丙烯酸縮水甘油酯25質量份、甲基丙烯酸甲酯5質量份、甲基丙烯酸丁酯15質量份、丙烯酸丁酯5質量份、甲基丙烯酸或丙烯酸12質量份、甲基丙烯異冰片酯10質量份、己二酸12質量份、對甲苯磺酸2質量份、開環催化劑0.35質量份、阻聚劑0.03質量份、引發劑2質量份。優選地，所述開環催化劑為三苯基磷、三乙胺、四乙基溴化胺、芐基三乙基氯化胺的其中一種。優選地，所述阻聚劑為對甲氧基苯酚、對苯二酚、對苯醌、對叔丁基鄰苯二酚的其中一種。優選地，所述引發劑為二叔戍基過氧化物、過氧化二異丙苯、過氧化二叔丁基的其中一種。
一種根據所述的UV光固化樹脂的制備方法，包括環氧基純丙烯酸樹脂合成、UV光固化純丙烯酸樹脂合成、改性UV光固化純丙烯酸樹脂合成3大步，其中:環氧基純丙烯酸樹脂合成包括:將回流溶劑、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯異冰片酯、引發劑投入混料器中，攪拌均勻，得到混合單體；在保護氣的保護下，將添加有回流溶劑的反應釜攪拌加熱至135 140°C，滴加上述混合單體，2 3小時內滴加完畢，滴加完畢后，回流、保溫反應I小時，得到環氧基純丙烯酸樹脂；UV光固化純丙烯酸樹脂合成包括:將制得的環氧基純丙烯酸樹脂將降溫至85 105°C，加入阻聚劑、開環催化劑，攪拌均勻后加入甲基丙烯酸或丙烯酸；升溫至105 115°C，保溫反應至酸值彡8mgK0H/g，得到UV光固化純丙烯酸樹脂；
改性UV光固化純丙烯酸樹脂合成包括:在制得的UV光固化純丙烯酸樹脂中加入己二酸與對甲苯磺酸，加入回流溶劑，進行開環羥基酯化反應；酯化反應至羥值轉率> 95%后，加入叔碳酸縮水甘油酯進行開環反應直至酸值< 5mgK0H/g，得到高耐水性金屬涂料用UV光固化純丙烯酸樹脂。優選地，所述回流溶劑為甲苯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、環己烷中的一種。優選地，所述環氧基純丙烯酸樹脂合成中，回流溶劑的加入量為UV光固化樹脂各種原料總量的10%。優選地，所述UV光固化純丙烯酸樹脂合成中回流溶劑的加入量為UV光固化樹脂各種原料總量的15 25%。優選地，所述改性UV光固化純丙烯酸樹脂合成中回流溶劑的加入量為UV光固化樹脂各種原料總量的15 20%。本發明所述的UV光固化樹脂及其制備方法的有益效果是:耐水性好，同時保留了純丙烯酸樹脂的優良性能。同時，本發明的樹脂用于UV光固化涂料，得到的涂膜收縮率低，綜合性能很好。
具體實施例方式下面對本發明的最佳實施方案作進一步的詳細的描述。實施例1:本發明實施例所述的UV光固化樹脂，其原料含有叔碳酸縮水甘油酯17質量份、甲基丙烯酸縮水甘油酯30質量份、甲基丙烯酸甲酯3質量份、甲基丙烯酸丁酯18質量份、丙烯酸丁酯3質量份、甲基丙烯酸或丙烯酸14質量份、甲基丙烯異冰片酯8質量份、己二酸13.5質量份、對甲苯磺酸1.5質量份、開環催化劑0.5質量份、阻聚劑0.01質量份、引發劑
3.0質量份。其制備方法為:環氧基純丙烯酸樹脂的合成:取總物料量10%的回流溶劑、甲基丙烯酸縮水甘油酯30份、甲基丙烯酸丁酯18份、丙烯酸丁酯3份、甲基丙烯酸甲酯3份、甲基丙烯異冰片酯8份、引發劑3份，投入混料器中攪拌均勻，得到混合單體；氮氣保護下，將添加有總物料量15的回流溶劑的反應釜攪拌加熱至135，滴加上述混合單體，2小時內滴加完畢，滴加完畢后，回流、保溫反應I小時，得到環氧基純丙烯酸樹脂；UV光固化純丙烯酸樹脂合成包括:將制得的環氧基純丙烯酸樹脂將降溫至85°C，加入阻聚劑0.01份、開環催化劑
0.5份，攪拌均勻后加入甲基丙烯酸14份(或丙烯酸)；升溫至105°C，保溫反應至酸值彡8mgK0H/g,得到UV光固化純丙烯酸樹脂；改性UV光固化純丙烯酸樹脂合成包括:在制得的UV光固化純丙烯酸樹脂加入己二酸13.5份與對甲苯磺酸1.5份，加入總物料量15%的回流溶劑，進行開環羥基酯化反應；酯化反應至羥值轉率> 95%后，加入叔碳酸縮水甘油酯17份進行開環反應直至酸值< 5mgK0H/g，得到改性UV光固化純丙烯酸樹脂。實施例2:本發明實施例所述的UV光固化樹脂，其原料含有叔碳酸縮水甘油酯23質量份、甲基丙烯酸縮水甘油酯20質量份、甲基丙烯酸甲酯8質量份、甲基丙烯酸丁酯12質量份、丙烯酸丁酯8質量份、甲基丙烯酸或丙烯酸10質量份、甲基丙烯異冰片酯12質量份、己二酸10.5質量份、對甲苯磺酸2.5質量份、開環催化劑0.2質量份、阻聚劑0.05質量份、引發劑
1.0質量份。其制備方法為:`
取總物料量10%的回流溶劑、甲基丙烯酸縮水甘油酯20份、甲基丙烯酸丁酯12份、丙烯酸丁酯8份、甲基丙烯酸甲酯8份、甲基丙烯異冰片酯12份、引發劑I份，投入混料器中攪拌均勻，得到混合單體；氮氣保護下，將添加有總物料量25%的回流溶劑的反應釜攪拌加熱至140°C，滴加上述混合單體，3小時內滴加完畢，滴加完畢后，回流、保溫反應I小時，得到環氧基純丙烯酸樹脂；UV光固化純丙烯酸樹脂合成包括:將制得的環氧基純丙烯酸樹脂將降溫至105°C，加入阻聚劑0.05份、開環催化劑0.2份，攪拌均勻后加入丙烯酸10份(或甲基丙烯酸)；升溫至115°C，保溫反應至酸值彡8mgK0H/g,得到UV光固化純丙烯酸樹脂；改性UV光固化純丙烯酸樹脂合成包括:在制得的UV光固化純丙烯酸樹脂加入己二酸10.5份與對甲苯磺酸2.5份，加入總物料量20%的回流溶劑，進行開環羥基酯化反應；酯化反應至羥值轉率> 95%后，加入叔碳酸縮水甘油酯23份進行開環反應直至酸值< 5mgK0H/g，得到改性UV光固化純丙烯酸樹脂。實施例3:本發明實施例所述的UV光固化樹脂，其原料含有叔碳酸縮水甘油酯20質量份、甲基丙烯酸縮水甘油酯25質量份、甲基丙烯酸甲酯5質量份、甲基丙烯酸丁酯15質量份、丙烯酸丁酯5質量份、甲基丙烯酸或丙烯酸12質量份、甲基丙烯異冰片酯10質量份、己二酸12質量份、對甲苯磺酸2質量份、開環催化劑0.35質量份、阻聚劑0.03質量份、引發劑2質量份。
其制備方法為:環氧基純丙烯酸樹脂的合成:取總物料量10%的回流溶劑、甲基丙烯酸縮水甘油酯25份、甲基丙烯酸丁酯15份、丙烯酸丁酯5份、甲基丙烯酸甲酯5份、甲基丙烯異冰片酯10份、引發劑2份，投入混料器中攪拌均勻，得到混合單體；氮氣保護下，將添加有總物料量20%的回流溶劑的反應釜攪拌加熱至135°C，滴加上述混合單體，2小時內滴加完畢，滴加完畢后，回流、保溫反應I小時，得到環氧基純丙烯酸樹脂；UV光固化純丙烯酸樹脂合成包括:將制得的環氧基純丙烯酸樹脂將降溫至95°C，加入阻聚劑0.03份、開環催化劑0.35份，攪拌均勻后加入丙烯酸12份(或甲基丙烯酸)；升溫至110°C，保溫反應至酸值彡8mgK0H/g,得到UV光固化純丙烯酸樹脂；改性UV光固化純丙烯酸樹脂合成包括:在制得的UV光固化純丙烯酸樹脂加入己二酸12份與對甲苯磺酸2份，加入總物料量20%的回流溶劑，進行開環羥基酯化反應；酯化反應至羥值轉率> 95%后，加入叔碳酸縮水甘油酯20份進行開環反應直至酸值< 5mgK0H/g，得到改性UV光固 化純丙烯酸樹脂。實施例4:本發明實施例所述的UV光固化樹脂，其原料含有叔碳酸縮水甘油酯19質量份、甲基丙烯酸縮水甘油酯27質量份、甲基丙烯酸甲酯4質量份、甲基丙烯酸丁酯16質量份、丙烯酸丁酯4質量份、甲基丙烯酸或丙烯酸13質量份、甲基丙烯異冰片酯9質量份、己二酸12質量份、對甲苯磺酸2質量份、開環催化劑0.3質量份、阻聚劑0.04質量份、引發劑2質量份。其制備方法為:環氧基純丙烯酸樹脂的合成:取總物料量10%的回流溶劑、甲基丙烯酸縮水甘油酯27份、甲基丙烯酸丁酯16份、丙烯酸丁酯4份、甲基丙烯酸甲酯4份、甲基丙烯異冰片酯9份、引發劑2份，投入混料器中攪拌均勻，得到混合單體；氮氣保護下，將添加有總物料量20%的回流溶劑的反應釜攪拌加熱至135°C，滴加上述混合單體，2小時內滴加完畢，滴加完畢后，回流、保溫反應I小時，得到環氧基純丙烯酸樹脂；UV光固化純丙烯酸樹脂合成包括:將制得的環氧基純丙烯酸樹脂將降溫至95°C，加入阻聚劑0.04份、開環催化劑
0.3份，攪拌均勻后加入丙烯酸13份(或甲基丙烯酸)；升溫至110°C，保溫反應至酸值彡8mgK0H/g,得到UV光固化純丙烯酸樹脂；改性UV光固化純丙烯酸樹脂合成包括:在制得的UV光固化純丙烯酸樹脂加入己二酸12份與對甲苯磺酸2份，加入總物料量20%的回流溶劑，進行開環羥基酯化反應；酯化反應至羥值轉率> 95%后，加入叔碳酸縮水甘油酯19份進行開環反應直至酸值< 5mgK0H/g，得到改性UV光固化純丙烯酸樹脂。實施例5:本發明實施例所述的UV光固化樹脂，其原料含有叔碳酸縮水甘油酯21質量份、甲基丙烯酸縮水甘油酯23質量份、甲基丙烯酸甲酯6質量份、甲基丙烯酸丁酯14質量份、丙烯酸丁酯6質量份、甲基丙烯酸或丙烯酸11質量份、甲基丙烯異冰片酯11質量份、己二酸11質量份、對甲苯磺酸2質量份、開環催化劑0.4質量份、阻聚劑0.02質量份、引發劑2質量份。其制備方法為:取總物料量10%的回流溶劑、甲基丙烯酸縮水甘油酯23份、甲基丙烯酸丁酯14份、丙烯酸丁酯6份、甲基丙烯酸甲酯6份、甲基丙烯異冰片酯11份、引發劑2份，投入混料器中攪拌均勻，得到混合單體；氮氣保護下，將添加有總物料量25%的回流溶劑的反應釜攪拌加熱至140°C，滴加上述混合單體，3小時內滴加完畢，滴加完畢后，回流、保溫反應I小時，得到環氧基純丙烯酸樹脂；UV光固化純丙烯酸樹脂合成包括:將制得的環氧基純丙烯酸樹脂將降溫至105°C，加入阻聚劑0.02份、開環催化劑
0.4份，攪拌均勻后加入丙烯酸11份(或甲基丙烯酸)；升溫至115°C，保溫反應至酸值彡8mgK0H/g,得到UV光固化純丙烯酸樹脂； 改性UV光固化純丙烯酸樹脂合成包括:在制得的UV光固化純丙烯酸樹脂加入己二酸11份與對甲苯磺酸2份，加入總物料量20%的回流溶劑，進行開環羥基酯化反應；酯化反應至羥值轉率> 95%后，加入叔碳酸縮水甘油酯21份進行開環反應直至酸值< 5mgK0H/g，得到改性UV光固化純丙烯酸樹脂。以上實施例中:所述開環催化劑為三苯基磷、三乙胺、四乙基溴化胺、芐基三乙基氯化胺的其中一種。所述阻聚劑為對甲氧基苯酚、對苯二酚、對苯醌、對叔丁基鄰苯二酚的其中一種。所述引發劑為二叔戍基過氧化物、過氧化二異丙苯、過氧化二叔丁基的其中一種。所述回流溶劑為甲苯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、環己烷中的一種。以上實施例中，如無特別說明，質量份、份數等均指質量份數。總物料量，指的是除回流溶劑之外的其他原料的總量。以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所做的進一步詳細說明，便于該技術領域的技術人員能理解和應用本發明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普 通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下還可以做出若干簡單推演或替換，而不必經過創造性的勞動。因此，本領域技術人員根據本發明的揭示，對本發明做出的簡單改進都應該在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種UV光固化樹脂，其特征在于:其原料含有叔碳酸縮水甘油酯17 23質量份、甲基丙烯酸縮水甘油酯20 30質量份、甲基丙烯酸甲酯3 8質量份、甲基丙烯酸丁酯12 18質量份、丙烯酸丁酯3 8質量份、甲基丙烯酸或丙烯酸10 14質量份、甲基丙烯異冰片酯8 12質量份、己二酸10.5 13.5質量份、對甲苯磺酸1.5 2.5質量份、開環催化劑0.2 0.5質量份、阻聚劑0.01 0.05質量份、引發劑1.0 3.0質量份。
2.根據權利要求1所述的UV光固化樹脂，其特征在于:其原料含有叔碳酸縮水甘油酯20質量份、甲基丙烯酸縮水甘油酯25質量份、甲基丙烯酸甲酯5質量份、甲基丙烯酸丁酯15質量份、丙烯酸丁酯5質量份、甲基丙烯酸或丙烯酸12質量份、甲基丙烯異冰片酯10質量份、己二酸12質量份、對甲苯磺酸2質量份、開環催化劑0.35質量份、阻聚劑0.03質量份、引發劑2質量份。
3.根據權利要求1所述的UV光固化樹脂，其特征在于:所述開環催化劑為三苯基磷、三乙胺、四乙基溴化胺、芐基三乙基氯化胺的其中一種。
4.根據權利要求1所述的UV光固化樹脂，其特征在于:所述阻聚劑為對甲氧基苯酚、對苯二酚、對苯醌、對叔丁基鄰苯二酚的其中一種。
5.根據權利要求1所述的UV光固化樹脂，其特征在于:所述引發劑為二叔戍基過氧化物、過氧化二異丙苯、過氧化二叔丁基的其中一種。
6.—種根據權利要求1 6任意一項所述的UV光固化樹脂的制備方法,其特征在于:包括環氧基純丙烯酸樹脂合成、UV光固化純丙烯酸樹脂合成、改性UV光固化純丙烯酸樹脂合成3大步，其中: 環氧基純丙烯酸樹脂合成包括:將回流溶劑、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯異冰片酯、引發劑投入混料器中，攪拌均勻，得到混合單體； 在保護氣的保護下，將添加有回流溶劑的反應釜攪拌加熱至135 140°C，滴加上述混合單體，2 3小時內滴加完畢，滴加完畢后，回流、保溫反應I小時，得到環氧基純丙烯酸樹月旨; UV光固化純丙烯酸樹脂合成包括: 將制得的環氧基純丙烯酸樹脂將降溫至85 105°C，加入阻聚劑、開環催化劑，攪拌均勻后加入甲基丙烯酸或丙烯酸； 升溫至105 115°C，保溫反應至酸值彡8mgKOH/g，得到UV光固化純丙烯酸樹脂； 改性UV光固化純丙烯酸樹脂合成包括: 在制得的UV光固化純丙烯酸樹脂中加入己二酸與對甲苯磺酸，加入回流溶劑，進行開環羥基酯化反應；酯化反應至羥值轉率> 95%后，加入叔碳酸縮水甘油酯進行開環反應直至酸值< 5mgKOH/g,得到高耐水性金屬涂料用UV光固化純丙烯酸樹脂。
7.根據權利要求6所述的UV光固化樹脂的制備方法，其特征在于:所述回流溶劑為甲苯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、環己烷中的一種。
8.根據權利要求6所述的UV光固化樹脂的制備方法，其特征在于:所述環氧基純丙烯酸樹脂合成中，回流溶劑的加入量為UV光固化樹脂各種原料總量的10%。
9.根據權利要求6所述的UV光固化樹脂的制備方法，其特征在于:所述UV光固化純丙烯酸樹脂合成中回流溶劑的加入量為UV光固化樹脂各種原料總量的15 25%。
10.根據權利要求6所述的UV光固化樹脂的制備方法，其特征在于:所述改性UV光固化純丙烯酸樹脂合成中回流溶 劑的加入量為UV光固化樹脂各種原料總量的15 20%。
全文摘要
本發明公開了一種UV光固化樹脂，其原料含有叔碳酸縮水甘油酯17～23質量份、甲基丙烯酸縮水甘油酯20～30質量份、甲基丙烯酸甲酯3～8質量份、甲基丙烯酸丁酯12～18質量份、丙烯酸丁酯3～8質量份、甲基丙烯酸或丙烯酸10～14質量份、甲基丙烯異冰片酯8～12質量份、己二酸10.5～13.5質量份、對甲苯磺酸1.5～2.5質量份、開環催化劑0.2～0.5質量份、阻聚劑0.01～0.05質量份、引發劑1.0～3.0質量份。其制備方法，包括環氧基純丙烯酸樹脂合成、UV光固化純丙烯酸樹脂合成、改性UV光固化純丙烯酸樹脂合成3大步。
文檔編號C08G59/42GK103193960SQ20131009352
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月22日 優先權日2013年3月22日
發明者李毅全 申請人:江門市恒光新材料有限公司