紫外光固化低聚物、其合成方法及含有該低聚物的紫外光固化涂料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及了紫外光固化低聚物、其合成方法及含有該低聚物的紫外光固化涂料，所述紫外光固化低聚物基于三聚氰氯為骨架合成。其紅外光譜表征圖如摘要附圖所示。采用上述基于三聚氰氯骨架的紫外光固化低聚物具有穩(wěn)定性強、粘度低，固化速度快，硬度高等優(yōu)點，且與常用的紫外光固化稀釋劑有較佳的相容性，可用于對戶外耐候性要求很高的各種紫外光固化涂料和油墨的生產(chǎn),所述紫外光固化涂料固化速度快，高效，節(jié)能，無有機溶劑的揮發(fā)，并且適用范圍廣泛。
【專利說明】紫外光固化低聚物、其合成方法及含有該低聚物的紫外光固化涂料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光固化【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種紫外光固化低聚物、其合成方法及含有該低聚物的紫外光固化涂料。
【背景技術(shù)】
[0002]紫外光固化泛指經(jīng)紫外光照射后快速聚合反應(yīng)而固化的過程。由于該技術(shù)具有快速固化，生產(chǎn)效率高，節(jié)能，環(huán)保，優(yōu)質(zhì)，經(jīng)濟，適用于多種基材等優(yōu)點，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用有印刷，包裝，電子，家電，汽車燈各行各業(yè)。
[0003]而傳統(tǒng)涂料使用大量溶劑，易揮發(fā)，固化速度慢，不利于環(huán)境保護，歐美等發(fā)達國家已通過立法來限制VOC排放量較高的傳統(tǒng)涂料的使用，逐步用環(huán)保新材料紫外光涂料等來取代傳統(tǒng)涂料，據(jù)某專業(yè)機構(gòu)預(yù)測，在世界范圍內(nèi)紫外光固化涂料在未來幾十年內(nèi)，將會保持較大的優(yōu)勢，市場空間極其巨大。
[0004]紫外光固化涂料的主要成分一般包括光引發(fā)劑、活性稀釋劑、低聚物及各種添加劑。光固化涂料用的低聚物(oligomer)也稱預(yù)聚物(prepolymer),原譯為“齊聚物”。在光固化涂料中的各組分中，低聚物是光固化涂料的主體，它的性能基本上決定了固化后材料的主要性能，因此，低聚物的合成和選擇無疑是光固化涂料配方設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。
[0005]目前，我們知道紫外光涂料主要是以環(huán)氧丙烯酸酯，聚氨酯丙烯酸酯，不飽和聚酯樹脂，聚酯丙烯酸酯，聚 醚丙烯酸酯等為主要成分，其中，環(huán)氧丙烯酸酯樹脂產(chǎn)品由于漆膜脆，戶外耐候性差，易黃變，限制了其使用范圍。而聚氨酯丙烯酸酯樹脂產(chǎn)品雖然綜合性能較為優(yōu)異，但是由于其戶外耐候性尤其是耐水性能較差，其價格比較昂貴，也限制了其在配方中的大量使用。
[0006]中國發(fā)明專利200810243962.4公開了一種可紫外光交聯(lián)活性多丙烯基多臂星型預(yù)聚物的制備方法，該發(fā)明選用羥甲基三聚氰胺單體和N，N-二羥乙基-3-胺基丙酸甲酯單體合成端羥基多臂聚酯，臂長與三聚氰胺的羥甲基量和N，N-二羥乙基-3-胺基丙酸甲酯單體的加入量有關(guān)，采用丙烯酸羥基酯封端制備了活性多丙烯基多臂星型預(yù)聚物。
[0007]中國發(fā)明專利申請201110261803.9公開了一種改性環(huán)氧丙烯酸酯預(yù)聚物的制備方法及應(yīng)用，屬于紫外光固化光敏涂料【技術(shù)領(lǐng)域】。該發(fā)明合成改性環(huán)氧丙烯酸酯預(yù)聚物分三步:第一步是將1，5_己二烯-3，4-二醇與烯丙基丁二酸酐在催化劑作用下反應(yīng)制得端羧基預(yù)聚體；第二步將端羧基預(yù)聚體與環(huán)氧樹脂在催化劑作用下反應(yīng)制得端羧基改性環(huán)氧樹脂預(yù)聚物；第三步將端羧基改性環(huán)氧樹脂預(yù)聚物與丙烯酸在阻聚劑和催化劑作用下于100-120°C反應(yīng)得到端羧基改性環(huán)氧丙烯酸酯預(yù)聚物。
[0008]以上技術(shù)解決的是紫外光固化低聚物穩(wěn)定性差、脆性大、柔韌性差以及粘度高等問題，但未有同時解決固化速度、混溶性和硬度的技術(shù)方案。
[0009]另一方面，三聚氰氯(CAS號:108-77-0 ;分子式=C3H2Cl3N3)是一種重要的精細化工原料，具有穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，其分子中的1，3，5-三嗪環(huán)可以經(jīng)受各種苛刻的反應(yīng)條件。此外，三聚氰氯衍生物具有良好的光活性、生物活性和熱穩(wěn)定性，被廣泛用于熒光材料、表面活性劑等領(lǐng)域。如中國發(fā)明專利申請200910075377.2涉及一種二苯乙烯三嗪類液體熒光增白劑組合物的制備方法。該制備方法是以三聚氯氰、對氨基苯磺酸、4，4' -二氨基二苯乙烯_2，2' - 二磺酸(DSD酸)、嗎啉和二乙醇胺為原料，經(jīng)三步反應(yīng)合成，并采用納濾膜過濾方法脫鹽過濾處理得到。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供了基于三聚氰氯骨架的穩(wěn)定性強、粘度低、固化速度快、硬度高，與常用的紫外光固化稀釋劑相容性高的紫外光固化低聚物、其合成方法及含有該低聚物的紫外光固化涂料。
[0011]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了紫外光固化低聚物，其結(jié)構(gòu)式為:
[0012]
【權(quán)利要求】
1.紫外光固化低聚物，其結(jié)構(gòu)式為:
2.如權(quán)利要求1所述的紫外光固化低聚物的合成方法，其特征步驟包括: (1)將包括以下重量份的原料混合； 將三聚氰氯10-20份、丙烯酸烷基酯類物25-50份、憎水溶劑10-30份和阻聚劑0.1-0.2份混合形成混合物； (2)將步驟(1)形成的混合物在低于27°C條件下滴加濃度為10%-25%的縛酸劑水溶液，完成后保溫； (3)向步驟(2)形成的反應(yīng)液中滴加酸性試劑3-10份直至反應(yīng)液的pH值為6.8-7.2之間，保溫靜置反應(yīng)液； (4)將步驟(3)分層后的上層反應(yīng)液提取后加水洗滌，待靜置后，將上層液體進行脫除溶劑處理，即得到所述紫外光固化低聚物。
3.如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述步驟(1)形成的混合物用冰水冷卻至一個低于27 °C的溫度，然后進行所述步驟(2 )。
4.如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述步驟(2)中，緩慢滴加所述縛酸劑水溶液，維持溫度在25-30°C，1-1.5小時滴加完畢，滴完后保溫3-4小時。
5.如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述步驟(3)中，所述酸堿度為pH=6.9-7.1，所述保溫時間為不低于0.9小時，下層廢液進入廢水處理裝置，上層液體進行所述步驟(4)的處理。
6.如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述步驟(4)中，所述脫除溶劑處理為將所述二次分層后的上層液體置入減壓裝置或高真空脫溶裝置，蒸出溶劑及水。
7.如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述步驟(1)所述紫外光固化低聚物的制備原料還包括烯丙醇和/或氯丙烯。
8.如權(quán)利要求7所述的合成方法，其特征在于，所述步驟(1)中原料重量為烯丙醇為5-8份，氯丙烯5-6份。
9.如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述丙烯酸烷基酯類物為甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯與己內(nèi)酯的半加成物種、丙烯酸羥乙酯與己內(nèi)酯的半加成物種、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丙酯、和N-羥甲基丙烯酰胺中的至少一種。
10.如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述憎水溶劑為苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、環(huán)己烷、正己烷中的至少一種。
11.如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述阻聚劑為對苯二酚、對羥基苯甲醚中的至少一種。
12.如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述的縛酸劑為氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀水溶液中的至少一種。
13.如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述酸性溶劑為醋酸酐、冰醋酸或稀鹽酸。
14.如權(quán)利要求13所述的合成方法，其特征在于，所述縛酸劑的重量計算公式為:(三聚氰氯的重量+184) XkX40，其中3.0 < k < 4.0。
15.含有權(quán)利要求1所述紫外光固化低聚物的紫外光固化涂料。
【文檔編號】C07D251/20GK103819420SQ201310274481
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月1日
【發(fā)明者】王成超 申請人:江陰摩爾化工新材料有限公司